جریانهای سیال خطی (Laminar Flow)

جریان های سیال را می توان به دو نوع مختلف تقسیم کرد: جریان های آرام و جریان های آشفته.

جریان آرام زمانی اتفاق می‌افتد که سیال در لایه‌های موازی ، بی‌نهایت کوچک و بدون انقطاع جریان می‌یابد. در جریان های آرام ، لایه های سیال به صورت موازی و بدون حرکت گردابی ، چرخشی یا جریان طبیعی حرکت می کنند . این نوع جریان به دلیل اینکه با خطوط جریان غیر متقاطع مشخص می شود ، به عنوان جریان عبوری ساده نیز نامیده می شود (شکل 1 : a:Laminar flow b:Turbulent Flow).

اساس سیستم خطی (Laminar) تحت تأثیر انتشار مومنتوم ( نیروی حرکت آنی ) است، در حالی که مومنتوم حرارتی از تاثیر کمتری در این سیستم ها برخوردار می باشد. در اصطلاح فیزیک ، این به آن معنی است که نیروهای ویسکوز ( جانبی ) از نیروهای اینرسی دارای تاثیر بیشتری در این سیستم ها هستند.

اتاق های تمیز جریان خطی

طراحی اولیه و ملاحظات عملیاتی

قاعده کلی در سیستم های جریان هوای آرام یا به طور دقیق تر ، جریان هوای یک طرفه Laminar air Flow در اتاق های تمیز بر اساس حرکت هوا می باشد .

خطوط جریان موازی با سرعت یکنواخت بین 0.3 تا 0.45 متر بر ثانیه با کمترین میزان تلاطم یا توربولانت از قسمت ورودی و خروجی هوا عبور می کنند . هدف از این کار خروج ذرات گرد و غبار و ذرات کوچک موجود در جریان هوا از کوتاه ترین مسیر می باشد. اصولا دو نوع لامینار فلو جهت اتاق های تمیز وجود دارد :

الف) جریان خطی عمودی Vertical Down Flow

ب) جریان متقاطع افقی Horizontal Cross Flow

جریان خطی عمودی

در یک اتاق تمیز با جریان خطی عمودی، هوا از طریق فیلترهای سقفی وارد اتاق می شود و از طریق سطح کف اتاق که دارای دریچه های پرفراژ شده ( سوراخ دار ) می باشد اگزاست می شوند . جریان هوای رو به پایین ذرات هوای آلوده را از طریق دریچه های کف پس از فلاش کردن جمع نموده و شانس مجدد توزیع آنها در اتاق به وسیله فیلتراسیونی که در سقف انجام شده است از بین می رود . در این نوع اتاق تمیز سرعت هوا معمولا 0.3 تا 0.45 متر بر ثانیه است .

جریان متقاطع افقی

در اتاق های تمیز جریان متقاطع ، هوا ازجداره یک سمت ( راست یا چپ ) وارد شده و از دیوار طرف مقابل ( چپ یا راست ) خارج می گردد . هوا به واسطه فیلترها از طریق یکی از دیوار ها وارد اتاق می شود و از طریق دیوار مقابل که دارای صفحات سوراخ دار ( پرفراژ شده ) به همراه بانک فیلتری می باشد تخلیه می گردد . در این مدل از اتاق های تمیز سرعت خطی هوا باید به اندازه ای باشد تا انتقال حرارت که بصورت عمود بر نمودار عبوری هوا می باشد تاثیری بر جریان خطی هوا نداشته باشد ، به همین منظور سرعت در این سیستم معادل 0.45 متر بر ثانیه درنظر گرفته شده است .

از آنجایی که جریان حرکت ذرات در این نوع اتاق های تمیز ، مسیر افق را طی می کنند ، آلودگی تولید شده در یک ایستگاه کاری می تواند به ایستگاه کاری پایین دست انتقال یابد . در هر حال این موضوع به چیدمان ایستگاه های کاری و نوع فعالیت بستگی دارد . با این اوصاف سیستم های جریان متقاطع افقی ، بسیار کاربردی و مقرون به صرفه هستند ، به ویژه در اتاقهای تمیزی که از نظر ساختاری به گونه ای ساخته شده اند که دسترسی سقف کاذب نداشته یا محدودیت فضا در سقف دارند .

در جدول زیر ملاحظات اساسی در طراحی و نگهداری عملیاتی سیستم های لامینار فلو براساس فدرال استاندارد 209E ایالات متحده امریکا و کلاس فیلتراسیون اولیه برای فیلترهای رده F و G مطابق استاندارد EN779 و کلاس فیلتراسیون HEPA و ULPA بر اساس استاندارد EN1822 و استاندارد ASHRAE-HOSPITAL 2003 مد نظر قرار گرفته است .