В этой статье Вы узнаете:
- Какие существуют виды потоков воздуха
- Какие виды однонаправленного потока
- Каковы требования к скорости однонаправленного потока воздуха
Время прочтения: 3-5 минут.
Виды потоков воздуха.
Организация потоков воздуха в чистых помещениях имеет ключевое значение для обеспечения их эффективной работы. Эффективность зависит от того, как воздух перемещается внутри помещения, унося с собой частицы, выделяемые людьми, оборудованием и материалами, и избегая застойных зон с недостаточным обменом воздуха. Основные виды потоков воздуха в этом контексте включают однонаправленный (ламинарный) и неоднонаправленный (турбулентный).
- Используется в чистых зонах классов 1 ИСО - 5 ИСО (в эксплуатируемом состоянии 5 ИСО).
- Характеризуется однородным направлением воздушного потока, обтекающего все поверхности в помещении.
- Применяется для достижения высокой степени чистоты в помещениях, таких как лаборатории или помещения для производства микроэлектроники.
- Используется в помещениях классов 6 ИСО - 8 ИСО и в 5 ИСО в оснащенном состоянии.
- Характеризуется нерегулярным, неоднородным движением воздуха.
- Применяется в помещениях, где требуется более низкая степень чистоты, чем в помещениях с однонаправленным потоком.
Важно отметить, что класс 5 ИСО является граничным для использования как однонаправленного, так и неоднонаправленного потока воздуха. Однако в реальных условиях оснащенного состояния можно достичь более высоких классов чистоты, таких как 4 ИСО или 3 ИСО, даже при использовании неоднонаправленного потока воздуха.
Однонаправленный поток
Однонаправленный поток воздуха может принимать форму либо вертикального, либо горизонтального, и важно, чтобы его движение было максимально прямолинейным. В конструкции чистых помещений и рабочих мест необходимо учесть факторы, исключающие возможные нарушения потока воздуха в рабочей зоне.
Выбор между вертикальным и горизонтальным потоком (рис. ) зависит от направления процесса в помещении. Если движение процесса происходит в горизонтальной плоскости, то целесообразно использовать вертикальный поток, и наоборот - для процессов в вертикальной плоскости подходит горизонтальный поток. Важно отметить, что чистота воздуха в любой точке однонаправленного потока одинакова, при условии отсутствия объектов между этими точками и источником потока, таким как фильтры.
В примере электронной промышленности часто используется вертикальный поток воздуха, направленный от потолка к вытяжным отверстиям в полу или стенах. Это обеспечивает эффективное удаление загрязнений из помещения и поддерживает высокий класс чистоты.
Важно отметить, что качество однонаправленного потока воздуха существенно зависит от конструкции распределителя, который находится между фильтрами и чистым помещением. Размеры отверстий и расстояние между ними влияют на качество потока. Сетчатые распределители воздуха представляют собой одно из эффективных решений, уменьшая локальные турбулентности и обеспечивая лучшую защиту чистых зон и обтекание предметов.
Примеры некорректной организации потока воздуха включают расположение стола близко к стене, что вызывает завихрение вертикального потока, и конструкцию оборудования, не приспособленную к чистым помещениям. Также важно обращать внимание на эргономику рабочих мест и учет источников тепла, чтобы минимизировать возможные нарушения потока воздуха и обеспечить эффективное удаление загрязнений из рабочей зоны.
Скорость однонаправленного потока
Скорость представляет собой ключевой параметр однонаправленного потока воздуха, где недостаточная скорость может вызывать неустойчивость потока, особенно вблизи рабочей зоны. С другой стороны, излишне высокая скорость может вести к избыточным затратам энергии, помехам в процессах и созданию дискомфорта.
Стандарты производства лекарственных средств, такие как ГОСТ Р 52249-2009 и GMP ЕС 2008 г., устанавливают диапазон скорости однонаправленного потока воздуха от 0,36 до 0,54 м/с. Эти требования имеют свою историю, которая началась в 1960-х годах в США с введения Федерального стандарта Fed. Std. 209B, устанавливающего скорость 90 футов в минуту, что эквивалентно 0,45 м/с в метрической системе. Это значение затем было включено в правила GMP ЕС и США.
Опыт позже показал, что однонаправленный поток может быть стабильным и при более низких скоростях. В таких отраслях, как микроэлектроника, принято использовать скорость 0,3 м/с.
Важно отметить, что стандарты для больниц (ГОСТ Р 52539-2006) устанавливают более низкий диапазон скорости от 0,24 до 0,30 м/с для поддержания однонаправленности потока и соответствия требованиям к операционным зонам.
Неконтролируемые низкие скорости могут создавать риск завихрений, тогда как излишне высокие скорости могут вызывать дискомфорт и обезвоживание. Хотя требование 0,45 м/с больше не включено в стандарт США 209C (1987 г.), оно по-прежнему остается в правилах GMP, что подчеркивает необходимость его соблюдения в производстве лекарственных средств в различных странах.
Контроль скорости однонаправленного потока воздуха осуществляется с использованием анемометров. Однако, следует помнить, что однородность скорости также играет важную роль, и этот аспект должен рассматриваться вместе со скоростью для обеспечения эффективности потока. Термин "однонаправленный поток" был введен в стандарты серии ИСО 14644 для описания ранее используемого термина "ламинарный поток", их синонимичность подчеркивается в контексте чистых помещений.
