制(zhi)藥用(yong)水(shui)的制(zhi)備(bei)從生(sheng)產(chan)設計、材質選擇、制(zhi)備(bei)過程、貯存(cun)、分配和(he)使用(yong)均應(ying)符合生(sheng)產(chan)質量管理規范的要求。制(zhi)水(shui)系(xi)統(tong)應(ying)經(jing)過驗(yan)證，并建立(li)日(ri)常監控、檢測和(he)報告(gao)制(zhi)度，有(you)完(wan)善的原始記錄備(bei)查。
水是藥物生產中用量最大、使用最廣的一種原料，用于生產過程及藥物制劑的制備。本版藥典中所收載的制藥用水，因其使用的范圍不同而分為飲用水、純化水、注射用水及滅菌注射用水。制藥用水的原水通常為飲用水，為天然水經凈化處理所得的水，其質量必須符合中華人民共和國標準GB 5749—85《生活飲用水衛生標準》。制藥用水的制備從生產設計、材質選擇、制備過程、貯存、分配和使用均應符合生產質量管理規范的要求。制水系統應經過驗證，并建立日常監控、檢測和報告制度，有完善的原始記錄備查。貯缸和管道應采用適宜方法（紫外燈管照射、加熱滅菌等）定期清洗和滅菌。
典型醫藥用純水制備工藝流程
· 原水－原水加壓泵－多介質－過濾器－軟水器－精密過濾器－第一級 －PH調節－中間水箱－第二級反滲透（表面帶正電荷）－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－ 微孔過濾器－用水點
對預處理設備的要求
1.純化水的預處理(li)設備可根據原水水質情況配備，要求先達到飲用水標準。
2.多(duo)介質過濾(lv)器(qi)及軟水器(qi)要求能自動反沖、再生(sheng)、排放。
3.活性(xing)碳過濾(lv)器為(wei)有機物集中地，為(wei)防止細菌(jun)、細菌(jun)內毒素(su)的污(wu)染，除要求能自動反(fan)沖(chong)外(wai)，還可用蒸汽消毒。
4.由于紫外線激發的(de)255nm波長的(de)光強與時間成(cheng)反(fan)比，要(yao)求有(you)記(ji)錄時間的(de)儀表和光強度儀表，其浸水部(bu)分采用(yong)316L不銹鋼(gang)，石英燈罩應可拆卸。
5.通過混合(he)床去(qu)離子器后的純化水(shui)必須(xu)循(xun)環，使(shi)水(shui)質穩定。但(dan)混合(he)床只能去(qu)除(chu)水(shui)中(zhong)的陰、陽離子，對去(qu)除(chu)熱(re)原使(shi)無用的
對貯水容器（貯罐）的基本要求
對(dui)(dui)貯(zhu)水(shui)容器(qi)的(de)總體要求是防止(zhi)(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)膜的(de)形成(cheng)，減少腐蝕，便于用化學(xue)品對(dui)(dui)貯(zhu)罐(guan)消(xiao)(xiao)毒；貯(zhu)罐(guan)要密(mi)封，內(nei)表面要光滑，有(you)助于熱力(li)消(xiao)(xiao)毒和化學(xue)消(xiao)(xiao)毒并能(neng)阻(zu)止(zhi)(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)物(wu)膜的(de)形成(cheng)。 貯(zhu)罐(guan)對(dui)(dui)水(shui)位的(de)變(bian)化要作補償，通常有(you)兩種(zhong)方法(fa)：一(yi)是采用呼吸器(qi)；另一(yi)個方法(fa)是采用充氮氣的(de)自控系統(tong)，在用水(shui)高峰(feng)時，經無菌過濾的(de)氮氣送氣量(liang)(liang)自動加大(da)，保(bao)證貯(zhu)罐(guan)能(neng)維(wei)持(chi)(chi)正壓，在用水(shui)量(liang)(liang)小(xiao)時送氣量(liang)(liang)自動減少，但仍對(dui)(dui)貯(zhu)罐(guan)外維(wei)持(chi)(chi)一(yi)個微小(xiao)的(de)正壓，這樣作的(de)好處是能(neng)防止(zhi)(zhi)(zhi)水(shui)中氧(yang)含量(liang)(liang)的(de)升(sheng)高，防止(zhi)(zhi)(zhi)二氧(yang)化碳(tan)進入貯(zhu)罐(guan)并能(neng)防止(zhi)(zhi)(zhi)微生(sheng)(sheng)物(wu)污染(ran)。
對貯罐的要求：
1.采(cai)用316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制作，內壁(bi)電拋光(guang)并作鈍化處理；
2.貯水(shui)罐(guan)上安裝(zhuang)0.2μm疏(shu)水(shui)性的通(tong)氣過濾器(qi)（呼(hu)吸器(qi)），并可以加熱消毒或有夾套(tao)；
3.能經受至少121℃高溫蒸汽的消毒(du)；
4.排水閥(fa)采用不銹鋼隔(ge)膜閥(fa)；
5.若充以氮氣，須裝0.2μm的疏水性過濾器過濾。
對管道的要求：
一、 配管的坡度
配管設計中應為管道的敷設考慮適當的坡度，以利于管道的排水。即管道在安裝時必須考慮使所有管內的水都能排凈。這個要求應作為設計參數確定在系統中。制藥用水系統管道的排水坡度一般取1%或1cm/m。這個要求對純化水和注射用水系統管道均適用。配管系統中如有積水，還必須設置積水排泄點和閥門。但應注意，排水點數量必須盡量少。
二、配水管道參數的計算
制藥工藝過程用水(shui)的(de)量是根據工藝過程、產品的(de)性質、制藥設備的(de)性能和藥廠所處(chu)地區(qu)的(de)水(shui)資源情(qing)況等多種條(tiao)件確(que)定(ding)的(de)。通過分析(xi)對每一個用水(shui)點(dian)注(zhu)射(she)用水(shui)的(de)使用情(qing)況來(lai)確(que)定(ding)。
通(tong)常，工(gong)藝(yi)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)量的(de)計算按(an)照兩種(zhong)主要的(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)情(qing)況進行。一(yi)種(zhong)是(shi)根據單位時間(jian)工(gong)藝(yi)生產(chan)流(liu)程中某種(zhong)耗水(shui)量最大(da)的(de)設(she)備為基礎(chu)考(kao)(kao)慮(lv)，即考(kao)(kao)慮(lv)工(gong)藝(yi)生產(chan)中最大(da)（或(huo)峰(feng)值(zhi)）用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)量及最大(da)（或(huo)峰(feng)值(zhi)）用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)時間(jian)；另一(yi)種(zhong)是(shi)按(an)照消耗在(zai)單位產(chan)品上的(de)平(ping)均用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)量（這個水(shui)量包括輔助用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)）來(lai)計算。無論采用(yong)(yong)(yong)(yong)哪一(yi)種(zhong)算法(fa)，應(ying)盡量考(kao)(kao)慮(lv)生產(chan)工(gong)藝(yi)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)的(de)需求(qiu)，應(ying)在(zai)藥品制造的(de)整個生產(chan)周期內比較均勻，并具有規律性；同(tong)時應(ying)盡量考(kao)(kao)慮(lv)為適應(ying)生產(chan)發(fa)展，水(shui)系統(tong)未來(lai)可(ke)能的(de)規模擴展。。。
為滿(man)足工藝(yi)過(guo)程的(de)各(ge)種需要，制(zhi)藥工藝(yi)過(guo)程的(de)設(she)計(ji)用(yong)(yong)(yong)水量(liang)是根據具體(ti)的(de)藥品(pin)(pin)品(pin)(pin)種在生產工藝(yi)過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)直接(jie)用(yong)(yong)(yong)水量(liang)和(he)輔助(zhu)過(guo)程間接(jie)用(yong)(yong)(yong)水量(liang)之和(he)決定的(de)。即在考慮(lv)生產的(de)具體(ti)品(pin)(pin)種和(he)生產安排(pai)諸(zhu)方面因素后(hou)，根據上(shang)述工藝(yi)分配輸送管道(dao)的(de)設(she)計(ji)形式和(he)要求原則(ze)來具體(ti)確(que)(que)定。而其計(ji)算用(yong)(yong)(yong)水量(liang)則(ze)由(you)一天(tian)中(zhong)(zhong)生產過(guo)程的(de)高峰用(yong)(yong)(yong)量(liang)與(yu)平均用(yong)(yong)(yong)量(liang)綜(zong)合確(que)(que)定。不同藥品(pin)(pin)生產過(guo)程，其用(yong)(yong)(yong)水量(liang)的(de)情況相差很懸殊。
2.1生產工(gong)藝用(yong)水(shui)點情況和(he)用(yong)水(shui)量標準
工藝(yi)用(yong)水系統中的(de)(de)(de)用(yong)水量(liang)與采用(yong)的(de)(de)(de)工藝(yi)用(yong)水設備的(de)(de)(de)完善(shan)程度、藥品生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)工藝(yi)方法(fa)、生(sheng)產(chan)地水資源的(de)(de)(de)情(qing)況等(deng)因(yin)素(su)有關。通(tong)常(chang)，工藝(yi)用(yong)水的(de)(de)(de)變化比(bi)較大。一(yi)般來說，工藝(yi)用(yong)水點越(yue)多，用(yong)水工藝(yi)設備越(yue)完善(shan)，每天中用(yong)水的(de)(de)(de)不均勻性就(jiu)越(yue)小。
制(zhi)藥(yao)(yao)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)情(qing)況(kuang)因各個(ge)工(gong)藝(yi)(yi)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)的(de)使用(yong)(yong)條件不(bu)(bu)同(tong)(tong)，差(cha)異(yi)很(hen)(hen)大(da)。如前所述(shu)，工(gong)藝(yi)(yi)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統分(fen)單(dan)個(ge)與多(duo)個(ge)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)、僅(jin)為高(gao)溫(wen)(wen)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)或僅(jin)為低溫(wen)(wen)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)、既有(you)(you)高(gao)溫(wen)(wen)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)又(you)有(you)(you)低溫(wen)(wen)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)、不(bu)(bu)同(tong)(tong)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)的(de)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)中，既有(you)(you)同(tong)(tong)時使用(yong)(yong)各種水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)的(de)情(qing)況(kuang)，又(you)有(you)(you)分(fen)時使用(yong)(yong)不(bu)(bu)同(tong)(tong)水(shui)(shui)(shui)(shui)溫(wen)(wen)的(de)情(qing)況(kuang)，等等。因此，用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)點(dian)(dian)的(de)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)情(qing)況(kuang)很(hen)(hen)難簡單(dan)地確定(ding)。必(bi)須(xu)在設計(ji)計(ji)算以前確定(ding)制(zhi)藥(yao)(yao)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統的(de)貯存、分(fen)配輸(shu)送方式(shi)，以確定(ding)出在此基礎上的(de)最大(da)瞬(shun)時用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量。然后，再根據(ju)工(gong)藝(yi)(yi)過程中的(de)最大(da)瞬(shun)時用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量進行計(ji)算。
工藝過程(cheng)中(zhong)最大用水量的(de)(de)標準，根(gen)據藥品生產的(de)(de)全年產量，按照具體(ti)每一天(tian)分時用水量的(de)(de)統計情況來確定，確定用水量的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)應考慮所設(she)置的(de)(de)工藝用水貯罐(guan)的(de)(de)調節能力。
2.2系統設計流量(liang)的確定
設(she)(she)(she)計(ji)(ji)工藝用(yong)(yong)水管道(dao)，需要通過水力(li)(li)計(ji)(ji)算確定(ding)管道(dao)的(de)直徑和水的(de)阻力(li)(li)損失。其主要的(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)依據(ju)就是工藝管道(dao)所通過的(de)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)秒(miao)流量(liang)數值。設(she)(she)(she)計(ji)(ji)秒(miao)流量(liang)值的(de)確定(ding)需要考慮工藝用(yong)(yong)水量(liang)的(de)實際(ji)情況、用(yong)(yong)水量(liang)的(de)變化以及影響的(de)因素等。
通常，按(an)照全部用(yong)(yong)水點同時使用(yong)(yong)確定流量。按(an)照生產線內用(yong)(yong)水設備的(de)完善程度，設計的(de)秒流量為：
q=Σn q max c
式中q——工藝因素的(de)設計(ji)秒流量，m3/s；
n——用水點(dian)與(yu)用水設(she)備的數(shu)據；
q max——用水點的最(zui)大出水量，m3/h；
c——用水點同時使用系(xi)數(shu)，通常可(ke)選取0.5-0.8。
2.3管道內(nei)部的設(she)計(ji)流速(su)
制藥(yao)用(yong)(yong)水(shui)是(shi)流(liu)體(ti)的(de)(de)一種類型，它具有流(liu)體(ti)的(de)(de)普(pu)遍特性(xing)。流(liu)體(ti)在管(guan)道中(zhong)流(liu)動(dong)(dong)時，每(mei)單(dan)位時間內(nei)流(liu)經任一截(jie)面的(de)(de)體(ti)積稱(cheng)為體(ti)積流(liu)量。而管(guan)道內(nei)部(bu)流(liu)體(ti)的(de)(de)速度是(shi)指流(liu)體(ti)每(mei)單(dan)位時間內(nei)所(suo)流(liu)經的(de)(de)距離(li)。制藥(yao)用(yong)(yong)水(shui)管(guan)道內(nei)部(bu)的(de)(de)輸送速度與(yu)系統(tong)中(zhong)水(shui)的(de)(de)流(liu)體(ti)動(dong)(dong)力特性(xing)有密(mi)切的(de)(de)關系。因此(ci)，針對制藥(yao)用(yong)(yong)水(shui)的(de)(de)特殊(shu)性(xing)，利用(yong)(yong)水(shui)的(de)(de)流(liu)體(ti)動(dong)(dong)力特性(xing)，恰(qia)當(dang)地選(xuan)取(qu)分配輸送管(guan)道內(nei)水(shui)流(liu)速度，對于工藝用(yong)(yong)水(shui)系統(tong)的(de)(de)設計至關重要。
制(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)系統管(guan)道(dao)內(nei)的(de)水(shui)(shui)力計(ji)算(suan)(suan)與普通給水(shui)(shui)管(guan)道(dao)內(nei)水(shui)(shui)力計(ji)算(suan)(suan)的(de)主要區別在于：制(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)系統的(de)水(shui)(shui)力計(ji)算(suan)(suan)應(ying)仔細地(di)(di)考慮微(wei)生物控制(zhi)對水(shui)(shui)系統中的(de)流(liu)體動(dong)力特性的(de)特殊要求。具體就是在制(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)系統中越來(lai)越多(duo)地(di)(di)采用(yong)各種消毒、滅菌(jun)設施；并且將(jiang)傳統的(de)單(dan)向直流(liu)給水(shui)(shui)系統改變(bian)為(wei)串聯循環方式(shi)。
這(zhe)些區別(bie)給制藥用水系(xi)統(tong)流(liu)體動(dong)力(li)條件(jian)的(de)設(she)計與(yu)安裝帶(dai)來了一系(xi)列意義深刻的(de)變化(hua)：例如，為控制管道系(xi)統(tong)內微(wei)生(sheng)物的(de)滋留，減(jian)少微(wei)生(sheng)物膜生(sheng)長(chang)的(de)可能性等。
為此，美國藥(yao)典對制藥(yao)用水(shui)系統中的(de)水(shui)流(liu)(liu)狀(zhuang)態(tai)提出了明確的(de)要求(qiu)(qiu)，希(xi)望(wang)工(gong)藝用水(shui)處于“湍(tuan)流(liu)(liu)狀(zhuang)態(tai)”下流(liu)(liu)動。這就(jiu)需要通過對流(liu)(liu)體動力學特(te)性的(de)了解，來理(li)解美國藥(yao)典要求(qiu)(qiu)使用“湍(tuan)流(liu)(liu)狀(zhuang)態(tai)”概念(nian)的(de)特(te)殊(shu)意義(yi)。
通常，流(liu)體(ti)的(de)速(su)度(du)在管(guan)道(dao)(dao)內(nei)部(bu)橫斷(duan)面的(de)各(ge)個(ge)具體(ti)點(dian)上(shang)是不一樣的(de)。流(liu)體(ti)在管(guan)道(dao)(dao)內(nei)部(bu)中心處，流(liu)速(su)最大；愈靠近(jin)管(guan)道(dao)(dao)的(de)管(guan)壁，流(liu)速(su)愈小；而在緊靠管(guan)壁處，由于流(liu)體(ti)質點(dian)附著(zhu)于管(guan)道(dao)(dao)的(de)內(nei)壁上(shang)，其(qi)流(liu)速(su)等于零。工業上(shang)流(liu)體(ti)管(guan)道(dao)(dao)內(nei)部(bu)的(de)流(liu)動速(su)度(du)，可供(gong)參考的(de)有以下的(de)經驗數值：
（1）普(pu)通液體在管道(dao)內部流(liu)(liu)動時大都選(xuan)用小于(yu)(yu)3 m/s的(de)流(liu)(liu)速，對于(yu)(yu)粘性液體選(xuan)用0.5~1.0 m/s，在一般情況可選(xuan)取的(de)流(liu)(liu)速為1.5~3 m/s；
（2）低壓工業氣(qi)體的流速(su)(su)一般為8~15m/s，較(jiao)高壓力的工業氣(qi)體則為15~25 m/s，飽和蒸(zheng)汽的流速(su)(su)可選擇20~30 m/s，而過熱蒸(zheng)汽的流速(su)(su)可選擇為30~50 m/s。
流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)運動(dong)(dong)的類(lei)型可從(cong)雷(lei)諾(nuo)(nuo)實驗中觀(guan)察到。雷(lei)諾(nuo)(nuo)根據以不同流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)和不同管(guan)徑獲得(de)的實驗結果，證(zheng)明了支(zhi)配流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)形(xing)式的因素，除(chu)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)速q外(wai)，尚有流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)過導管(guan)直徑d、流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的密度ρ和流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)的黏度ц。流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)的類(lei)型由dqρ/ц所決定(ding)。此數值稱為(wei)雷(lei)諾(nuo)(nuo)準數，以Re表示。根據雷(lei)諾(nuo)(nuo)實驗，可將流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)在管(guan)道內(nei)的流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)狀態分為(wei)平行流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)（滯流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)）和湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)兩(liang)種情況(kuang)。
應注意，雷(lei)諾準數為一個純粹數值，沒有單位(wei)，因而(er)是無因次(ci)數。在(zai)計算之中，只要采用的(de)單位(wei)一致，對于任何單位(wei)都可(ke)得到同樣的(de)數值。例(li)如在(zai)米·千克—秒制中雷(lei)諾準數的(de)單位(wei)為：
dqρ/ц=（m）（m/s）（kg·s2/ m4）/( kg·s / m2)
=(m)0(kg)0(s0)
式中所(suo)(suo)有單位(wei)全可消去(qu)，所(suo)(suo)剩下的(de)為決定流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動類(lei)型(xing)的(de)數(shu)值(zhi)(zhi)。而采用尺(chi)-磅-秒(miao)英制時也能(neng)得到同(tong)樣的(de)結(jie)果。雷(lei)諾(nuo)實驗表明，當Re數(shu)值(zhi)(zhi)小(xiao)于2300時，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)為滯流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)狀態(tai)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動。Re數(shu)值(zhi)(zhi)若大于2300，流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動的(de)狀態(tai)則開始轉(zhuan)變(bian)為湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。但應注意，由(you)于物質(zhi)的(de)慣(guan)性存在，從滯流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)狀轉(zhuan)變(bian)為湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)狀態(tai)并不是突然的(de)，而是會經(jing)過一(yi)個過渡階段，通(tong)常將(jiang)這(zhe)個過渡階段稱之為過渡流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，其Re數(shu)值(zhi)(zhi)由(you)2300到4000左右(you)，有時可延到10000以上。因而只(zhi)有當Re等于或大于10000時，才能(neng)得到穩定的(de)湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)。
由(you)滯流變為(wei)湍(tuan)流的(de)狀況(kuang)稱為(wei)臨界狀況(kuang)，一般都以2300為(wei)Re的(de)臨界值(zhi)。須注意，這個臨界值(zhi)系與許多條件有關，特別是流體(ti)的(de)進入情況(kuang)，管壁(bi)的(de)粗糙度等。
由(you)此可見，在(zai)制(zhi)(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)中，如果(guo)(guo)只講管(guan)(guan)道(dao)(dao)內部水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)流動，尚不(bu)足以(yi)(yi)強調構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)控制(zhi)(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染的(de)(de)(de)(de)必要(yao)條件(jian)，只有當水(shui)(shui)(shui)(shui)流過(guo)程的(de)(de)(de)(de)雷(lei)諾數(shu)Re達到10000，真正形成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)(le)穩定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)湍(tuan)流時，才能夠有效地造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)不(bu)利于微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)流環境(jing)條件(jian)。由(you)于微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)分子(zi)(zi)量要(yao)比水(shui)(shui)(shui)(shui)分子(zi)(zi)量大得多，即使管(guan)(guan)壁(bi)(bi)處的(de)(de)(de)(de)流速為(wei)零(ling)，如果(guo)(guo)已經形成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)(le)穩定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)湍(tuan)流，水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)便處在(zai)無法滯(zhi)留(liu)的(de)(de)(de)(de)環境(jing)條件(jian)中。相反，如果(guo)(guo)在(zai)制(zhi)(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)設計和安(an)裝過(guo)程中，沒(mei)有對水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)設計及建造(zao)細節加以(yi)(yi)特別的(de)(de)(de)(de)關注，就會(hui)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)流速過(guo)低、管(guan)(guan)壁(bi)(bi)粗糙、管(guan)(guan)路上(shang)存在(zai)死水(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)段的(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)，或者選用(yong)了(le)(le)結構(gou)不(bu)利于控制(zhi)(zhi)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)閥門等(deng)等(deng)，微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)就完全有可能依賴(lai)于由(you)此造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)客觀條件(jian)，在(zai)工藝用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)內壁(bi)(bi)上(shang)積累生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)膜，從(cong)而對制(zhi)(zhi)藥用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統(tong)(tong)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染。
（1）滯流
流(liu)(liu)體(ti)在管(guan)道內(nei)部流(liu)(liu)動(dong)時(shi)(shi)，其每個(ge)流(liu)(liu)體(ti)質點穩(wen)定地(di)沿(yan)著與管(guan)軸(zhou)中(zhong)心平(ping)行的方向有條(tiao)不紊的流(liu)(liu)動(dong)。此種流(liu)(liu)動(dong)稱為(wei)平(ping)行流(liu)(liu)動(dong)（層流(liu)(liu)）或(huo)粘滯(zhi)流(liu)(liu)動(dong)，簡(jian)稱滯(zhi)流(liu)(liu)。流(liu)(liu)體(ti)處(chu)于滯(zhi)流(liu)(liu)狀態(tai)下時(shi)(shi)，流(liu)(liu)速沿(yan)導管(guan)直徑依拋(pao)物線的規律分布。此時(shi)(shi)管(guan)道中(zhong)心的速度(du)(du)最大，沿(yan)曲線漸近管(guan)壁，則速度(du)(du)漸小(xiao)至(zhi)等于零，其平(ping)均速度(du)(du)為(wei)管(guan)中(zhong)心速度(du)(du)之一半。
（2）湍流
流(liu)(liu)(liu)體(ti)在(zai)管道內部(bu)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)時(shi)，流(liu)(liu)(liu)體(ti)質(zhi)點(dian)不按同一方向移動(dong)(dong)(dong)，而是作不規(gui)則的(de)曲(qu)(qu)線運動(dong)(dong)(dong)，各質(zhi)點(dian)的(de)運動(dong)(dong)(dong)速度(du)(du)在(zai)大小(xiao)和(he)(he)方向上都隨時(shi)間發生變化，流(liu)(liu)(liu)體(ti)質(zhi)點(dian)間的(de)運動(dong)(dong)(dong)跡線極其(qi)紊亂(luan)而流(liu)(liu)(liu)線很易改變的(de)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)稱為(wei)紊流(liu)(liu)(liu)或湍(tuan)狀(zhuang)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，簡稱湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)。當(dang)(dang)流(liu)(liu)(liu)體(ti)處(chu)于(yu)湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)狀(zhuang)態時(shi)，曲(qu)(qu)線形狀(zhuang)與拋物線相(xiang)(xiang)似，但頂端稍寬。由于(yu)在(zai)湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)中流(liu)(liu)(liu)體(ti)質(zhi)點(dian)的(de)相(xiang)(xiang)互撞碰(peng)，其(qi)流(liu)(liu)(liu)速在(zai)大小(xiao)和(he)(he)方向上均時(shi)有變化，并趨向于(yu)一個平均值。因此(ci)，湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)的(de)狀(zhuang)態愈明顯，其(qi)曲(qu)(qu)線的(de)頂端愈平坦，當(dang)(dang)處(chu)于(yu)十(shi)分(fen)穩定的(de)湍(tuan)流(liu)(liu)(liu)狀(zhuang)態時(shi)，其(qi)平均速度(du)(du)為(wei)管中心最大速度(du)(du)的(de)0.8~0.9倍左右。
按照上述(shu)對流(liu)(liu)速(su)在(zai)管道內部分布的(de)(de)描述(shu)可知，即(ji)使流(liu)(liu)體(ti)(ti)確為(wei)湍(tuan)流(liu)(liu)，其接(jie)近(jin)管壁(bi)處仍可能存在(zai)一層(ceng)(ceng)滯流(liu)(liu)的(de)(de)邊界(jie)層(ceng)(ceng)。這個邊界(jie)層(ceng)(ceng)實際(ji)上包括真(zhen)正(zheng)的(de)(de)滯流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)與過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)。在(zai)真(zhen)正(zheng)的(de)(de)滯流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)中，流(liu)(liu)體(ti)(ti)速(su)度(du)近(jin)似地成直線(xian)下(xia)降，到管壁(bi)處速(su)度(du)趨于(yu)零(ling)。過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)則介乎(hu)真(zhen)正(zheng)滯流(liu)(liu)層(ceng)(ceng)與流(liu)(liu)體(ti)(ti)主體(ti)(ti)之(zhi)間。邊界(jie)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度(du)為(wei)Re數的(de)(de)函(han)數。
因此(ci)，在(zai)(zai)(zai)流(liu)體流(liu)動中(zhong)并(bing)不存在(zai)(zai)(zai)單(dan)純的(de)(de)(de)湍流(liu)，也沒有(you)純粹的(de)(de)(de)滯(zhi)流(liu)。實際(ji)上，在(zai)(zai)(zai)湍流(liu)中(zhong)同時有(you)滯(zhi)流(liu)層存在(zai)(zai)(zai)；而在(zai)(zai)(zai)滯(zhi)流(liu)中(zhong)也可能(neng)有(you)湍流(liu)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)，這是因為(wei)部分流(liu)體質點在(zai)(zai)(zai)滯(zhi)流(liu)時有(you)變(bian)形和旋轉的(de)(de)(de)現象。流(liu)體邊界層的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)，對其傳熱和擴散過程都會產生(sheng)很大的(de)(de)(de)影響。
上述流(liu)(liu)(liu)(liu)速分布情況(kuang)系指流(liu)(liu)(liu)(liu)體的(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)動已達穩定狀(zhuang)(zhuang)態而言。流(liu)(liu)(liu)(liu)體在進入管(guan)道后需要流(liu)(liu)(liu)(liu)經一定距離，其(qi)穩定的(de)狀(zhuang)(zhuang)態才(cai)能真正形成。對于湍流(liu)(liu)(liu)(liu)，實驗證明(ming)，其(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)經的(de)直(zhi)管(guan)距離達到(dao)40倍(bei)管(guan)道直(zhi)徑以后，穩定的(de)狀(zhuang)(zhuang)態才(cai)方可獲得。
另外，流速的(de)(de)分布規律只有在等溫狀態下才是成立的(de)(de)，即要求流體中各點的(de)(de)溫度是一(yi)致(zhi)的(de)(de)、恒定不(bu)變的(de)(de)。
2.4制藥用(yong)水系統管(guan)道的阻力計算
工藝(yi)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)管(guan)(guan)道的(de)水(shui)力(li)計(ji)(ji)算(suan)，通常，根據(ju)各(ge)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)點的(de)使用(yong)(yong)(yong)(yong)位(wei)置(zhi)，先繪(hui)出系統管(guan)(guan)網軸測圖，再根據(ju)管(guan)(guan)網中各(ge)管(guan)(guan)段的(de)設計(ji)(ji)秒流(liu)量，按照制藥用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)的(de)流(liu)動(dong)應處于湍流(liu)狀態，即管(guan)(guan)內(nei)水(shui)流(liu)速度(du)大于2m/s的(de)要求，計(ji)(ji)算(suan)各(ge)管(guan)(guan)段的(de)管(guan)(guan)徑、管(guan)(guan)道阻力(li)損失，進(jin)而確定工藝(yi)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)系統所需的(de)輸送壓力(li)，選擇供水(shui)泵。
（1）確定輸水管徑
在(zai)求(qiu)得軸測圖中各管段的(de)設(she)計秒流量后(hou)，根(gen)據下述(shu)水力(li)學(xue)公式計算(suan)和控制流速，選擇管徑：
di=18.8(Qg/υ)1/2
式中(zhong)di——管道的(de)內徑(jing)，m；
Qg——各管(guan)段的設計秒(miao)流量，m3/s；
υ——管內流速，m/s。
一般情況下，管道的(de)(de)直徑是由(you)(you)系(xi)統(tong)內經(jing)濟流(liu)速(su)確(que)定的(de)(de)。由(you)(you)上式可見(jian)，一旦(dan)流(liu)速(su)確(que)定，自然就得到(dao)了對(dui)應流(liu)量的(de)(de)直徑。配管中流(liu)體的(de)(de)阻力(li)(li)，對(dui)于同一流(liu)量來說，管徑越大(da)，阻力(li)(li)損失越小(xiao)。這在(zai)動力(li)(li)方(fang)面(mian)是經(jing)濟的(de)(de)，但設備的(de)(de)費用(yong)會(hui)增加，并且(qie)還可能不會(hui)滿足工藝用(yong)水系(xi)統(tong)水流(liu)狀態為湍(tuan)流(liu)的(de)(de)要求。
制藥工藝管(guan)道內(nei)滿足微(wei)生(sheng)物控制的(de)流(liu)速采用2~3m/s。
（2）確(que)定管段的壓(ya)頭損失
① 工藝用水系統管道的(de)沿程阻力損失
Py=K L
式中
Py——工藝管段的(de)沿程阻(zu)力損(sun)失，m H2O；
L——所計算管段的長度；
K——管(guan)道(dao)單(dan)位長度的壓力(li)損失，按照制藥(yao)用(yong)水管(guan)道(dao)通常采用(yong)不銹(xiu)鋼，管(guan)道(dao)內部的流速大(da)于2m/s，則可使用(yong)下式計(ji)算：
K=0.00107×υ2/d1.3(m H2O/m)
υ——管道內部(bu)平均水流速(su)度，m/s；
d——管道計算內徑，m。
通(tong)常，直管(guan)段(duan)的(de)壓力損失(shi)可用K=0.007×(m H2O/m)計算。
② 管道的局部損失
Pj=Σξ（υ2/2g）
式中(zhong) Pj——局部阻(zu)力損(sun)失的總和，m H2O；
Σξ——局部阻(zu)力系數之和(he)，按照工藝用水(shui)系統管道中的不(bu)同管件(jian)(jian)及閥門附件(jian)(jian)的構造情況有各種不(bu)同的數值；
υ——沿(yan)著水流方向，局(ju)部(bu)阻力下游的流速；
g——重力加速度，m/s2。
在工藝用(yong)水系統管道局部阻(zu)力(li)計(ji)算時，通(tong)常可不進(jin)行詳細的(de)計(ji)算，而(er)采用(yong)沿程阻(zu)力(li)損失的(de)百分數，常取值為20%。
③管道接頭阻力損失 管接頭的阻力損失取決于其大小和類型，用ξ值計算。
管道接頭阻力(li)系(xi)數如表5.1：
管徑/mm | 20 | 32 | 50 | ≤63 |
管接頭類型 | 阻力系數ξ | |||
圓弧彎頭 | 1．5 | 1．0 | 0．6 | 0．5 |
90°彎(wan)頭 | 2．0 | 1．7 | 1．1 | 0．8 |
45°彎頭 | 0．3 | |||
T型接頭 | 1．5 | |||
入口 | 0．5 | |||
出口 | 1．0 | |||
④管道中的壓力(li)損失，有(you)下列兩種(zhong)公式：
Σ△р=Σ△рy+Σ△рfi+Σ△рva
式中р——總管道的(de)阻力(li)；
рy——管道的沿程阻力；
рfi——管(guan)接(jie)頭的阻力；
рva——閥(fa)門(men)阻力。
Σр=Σξ·（υ2/2g）ρ·1000
式中Σр——系統管(guan)道壓力損失；
Σξ——管接(jie)頭(tou)阻(zu)力之和；
υ——管(guan)道內部流動速度，m/s；
g——重力(li)加(jia)速度(du)，9.81 m/s2；
ρ——液體(ti)密(mi)度(du)，kg/m3。
⑤閥門中的壓力損失
△рva=（Q/Kv）2·（ρ/1000）
式中(zhong)△рva——閥門中(zhong)的壓力損失；
Q——流量，m3/h；
Kv——閥門特殊的流量，m3/h；
ρ——液體的密度(du)，kg/m3。
ρ=0.1Mpa
（3）管道(dao)阻力的計(ji)算方(fang)法
根據(ju)管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)布(bu)置方式(shi)，制藥(yao)用水(shui)系統(tong)(tong)阻力計(ji)算的(de)(de)(de)步(bu)驟(zou)略(lve)有區(qu)別(bie)，但(dan)無(wu)論系統(tong)(tong)為(wei)不循環(huan)(huan)管(guan)道(dao)(dao)系統(tong)(tong)或循環(huan)(huan)的(de)(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)系統(tong)(tong)，由于循環(huan)(huan)系統(tong)(tong)中通常是(shi)水(shui)回(hui)至(zhi)貯罐內(nei)，水(shui)泵本身并(bing)不能形(xing)成閉環(huan)(huan)路(lu)，因系統(tong)(tong)中通常是(shi)水(shui)回(hui)至(zhi)貯罐內(nei)，水(shui)泵本身并(bing)不能形(xing)成閉環(huan)(huan)路(lu)，因此，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)計(ji)算方法是(shi)相同(tong)的(de)(de)(de)。管(guan)道(dao)(dao)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)計(ji)算與給水(shui)管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)計(ji)算類(lei)似，步(bu)驟(zou)大(da)致為(wei)：
①根據(ju)工藝用水(shui)系統軸(zhou)測圖選出要求壓力最(zui)大(da)的管路作為計算管路；
②依據管路中流量變化(hua)的節點(dian)對(dui)計(ji)算管路進行編號(hao)，并標明(ming)各計(ji)算管段的長度(du)；
③按上述（1）節(jie)提(ti)供(gong)的公式計算(suan)各管段的設計秒(miao)(miao)流量，工(gong)藝(yi)用水系統的設計秒(miao)(miao)流量可直接在2~3m/s范圍(wei)內選(xuan)取；
④進行(xing)水(shui)(shui)力計(ji)算，決定各計(ji)算管段的直(zhi)徑和(he)水(shui)(shui)壓頭(tou)損(sun)失(shi)，可通過查水(shui)(shui)力計(ji)算選用表，計(ji)算出水(shui)(shui)壓頭(tou)損(sun)失(shi)；
⑤按照計算結果，確定工藝用水(shui)系(xi)統所需的總水(shui)壓頭H（m）
⑥根(gen)據總(zong)水壓頭選(xuan)擇水泵的功率和壓頭，并進(jin)行系(xi)統配管(guan)的校(xiao)核計算。
全國服務熱線：
