Dygestorium laboratoryjne i jego otoczenie normowe
EOLIOS wykonuje wstępne kwalifikacje Twoich dygestoriów na etapie projektu oraz badania szczelności metodą modelowania CFD.
Kontrola
- Kontrola kontaminacji
- Rozprzestrzenianie zanieczyszczeń i gazów
- Projekt pomieszczeń laboratoryjnych
Analiza
- Krytyczne scenariusze awarii
- Przepływy obejściowe i recyrkulacyjne
- Rozdział powietrza i chłodzenie
Optymalizacja
- Dokładne rozmieszczenie kratek
- Optymalizacja komfortu termicznego
- Nastawy centrali wentylacyjnej
Kontekst
Dygestorium laboratoryjne to urządzenie miejscowej ochrony, stosowane tam, gdzie prowadzi się prace z substancjami niebezpiecznymi. Jego zadaniem jest ograniczenie narażenia ludzi na substancje szkodliwe przez wychwytywanie i usuwanie toksycznych oparów oraz lotnych pyłów powstających w jego wnętrzu za pomocą strumienia powietrza wyciąganego. Aby zachować parametry w czasie, dygestoria podlegają kontrolom okresowym.
Obowiązujące przepisy francuskie
Ocena działania dygestoriów podlega normie europejskiej EN 14175, która szczegółowo określa metodykę oceny parametrów podczas badań kwalifikacyjnych, odbiorowych i rutynowych. W trakcie kontroli wykonuje się badania prędkości czołowej powietrza na wejściu dygestorium metodą anemometrii z gorącym drutem, badanie szczelności gazem znacznikowym SF6 oraz jakościową wizualizację przepływów za pomocą dymu.
Dawne przepisy: norma XP X 15-203
We Francji dla dygestoriów zainstalowanych przed 2006 rokiem kontrole musiały być zgodne z normą francuską XP X 15-203, która ustalała wartości progowe prędkości czołowej powietrza i poziomy szczelności:
- Prędkość czołowa powietrza: 0,4 m/s;
- Szczelność: stężenie gazu znacznikowego w płaszczyźnie otwarcia mniejsze w każdym punkcie niż 0,1 ppm.
Norma EN 14175: nowe parametry badań przepływowych
Wartości progowe do spełnienia
- Prędkość czołowa powietrza: norma nie podaje wartości progowej, ale we Francji przyjmuje się 0,4 m/s;
- Szczelność: norma nie podaje wartości progowej, ale norma francuska XP X 15-206, opracowana jako jej uzupełnienie, ustala 0,1 ppm dla średniego stężenia gazu znacznikowego SF6 (sześciofluorku siarki);
- znacznie większa liczba badanych parametrów.
Kontrole obowiązkowe
- Wydatek powietrza wyciąganego: mierzony w przewodzie wyciągowym, aby sprawdzić charakterystykę przepływową i stanowić odniesienie dla przyszłych kontroli;
- Prędkość czołowa powietrza: mierzona metodą anemometrii termicznej, wartości odniesienia dla kontroli okresowych.
Szczelność: pomiar metodą znakowania SF6
Badanie szczelności gazem SF6 przebiega w trzech etapach:
- wytworzenie gazu znacznikowego SF6 w określonych miejscach wewnątrz przestrzeni roboczej;
- pobranie powietrza w różnych miejscach w płaszczyźnie otwarcia dygestorium;
- pomiar stężenia SF6, aby określić liczbowo wyciek substancji w stronę personelu.
Zgodnie z normą NF EN 14175 liczba punktów pomiarowych zależy od szerokości dygestorium, a jej część 3 określa sposób wyznaczania położeń pomiarowych. Podczas badań przednia szyba przesuwna jest otwarta na 500 mm.
Modelowanie CFD laboratoriów i pomieszczeń czystych
Całościowe zrozumienie zjawisk termicznych i przepływowych
Symulacje przyczyniają się do lepszego zrozumienia zagadnień i opracowania trafnych rozwiązań technicznych już na etapie projektu. Laboratoria można zasymulować w całości, co pozwala jednocześnie ocenić wpływ wielu zjawisk. Analiza CFD kwalifikacji dygestorium ujawnia w szczególności obecność pasożytniczych przepływów powietrza zaburzających wejście dygestoriów.
Projekt: symulacja CFD laboratorium wyposażonego w dygestoria
Projektowanie pomieszczeń laboratoryjnych i pomieszczeń czystych
Na początku projektowania mnożenie prototypów doświadczalnych szybko staje się kosztowne i czasochłonne. symulacji CFD pozwala sprawdzić wiele prototypów w krótkim czasie i szybko zebrać informacje potrzebne do optymalizacji systemów oraz rozmieszczenia dygestoriów.
CFD: nowy protokół projektowania
Symulacja daje dostęp do wielu parametrów trudno mierzalnych doświadczalnie: dostarcza natychmiast danych w każdym punkcie, a nie tylko miejscowo. Pozwala to dokładnie zlokalizować wycieki podczas badania szczelności. Włączenie CFD do własnych procedur to dodanie eksperckiego spojrzenia w poszukiwaniu rozwiązań: kwalifikacja dygestoriów staje się bezpieczniejsza i szybsza.
Metoda CFD dla kwalifikacji dygestoriów
Modelowanie przepływów powietrza
Aby uzyskać natychmiastowy pomiar przestrzenny prędkości powietrza, korzystamy z precyzyjnej mechaniki płynów. Rozpatrywane przepływy opisują równania różniczkowe cząstkowe Naviera-Stokesa, nierozwiązywalne analitycznie, rozwiązywane numerycznie metodą elementów skończonych, która daje najlepsze możliwe przybliżenie rozwiązania. Obliczenia wymagają znajomości warunków na wejściu i wyjściu — wydatków nawiewu, wyciągu i odciągu dygestoriów — podanych w założeniach i koniecznie zweryfikowanych, aby wnioski były wiarygodne.
Numeryczny pomiar szczelności
Podczas kwalifikacji konieczne jest sprawdzenie współczynnika wycieku czynników zanieczyszczających, aby nie narazić użytkownika. Do odwzorowania tego czynnika stosujemy różne metody symulacji gazem znacznikowym, aby zapewnić wysoką dokładność i wiarygodne wyniki.
Numeryczne potwierdzenie kwalifikacji
Aby sprawdzić zgodność szczelności z normą, modelujemy rozprzestrzenianie znacznika w dygestorium w stanie ustalonym. Metoda izo-objętości potwierdza następnie, że cały znacznik pozostaje w obudowie na poziomie wymaganym przepisami: jeśli wynik zostanie potwierdzony, dygestorium spełnia wymagania szczelności nałożone przez przepisy.
