ГОСТ Р ИСО 14644-3-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний
B.2 Анализ воздушных потоков
B.2.1 Общие положения
Целью данных испытаний является измерение скорости и однородности воздушного потока, а также расхода приточного воздуха в чистом помещении. Распределение скоростей определяют в чистых помещениях и чистых зонах с однонаправленным потоком воздуха, а расход приточного воздуха - в чистых помещениях с неоднонаправленным потоком воздуха. Измерение расхода приточного воздуха выполняется для определения объема воздуха, подаваемого в чистое помещение или чистую зону в единицу времени. Расход приточного воздуха измеряют либо после финишных фильтров, либо внутри воздуховодов. Оба метода основаны на определении скорости воздуха, проходящего через сечение с известной площадью, при этом расход воздуха равен произведению скорости воздуха и площади. Выбор метода определяется соглашением между заказчиком и исполнителем.
При измерении скорости потока воздуха нужно тщательно выполнять следующие условия:
a) направление пробоотборника должно быть выбрано с учетом направления потока воздуха;
b) измерения следует выполнять в течение достаточного времени для повторных считываний и следует зарегистрировать среднюю скорость или расход воздуха.
B.2.2 Методика испытаний для чистого помещения с однонаправленным потоком
B.2.2.1 Общие положения
Скорость однонаправленного потока обуславливает эксплуатационные характеристики чистого помещения с однонаправленным потоком. Скорость может быть измерена вблизи выходной поверхности финишных фильтров или внутри помещения. Для проведения измерений выбирается плоскость измерений, перпендикулярная потоку приточного воздуха, которая делится сеткой на секторы (ячейки решетки) одинаковой площади [18].
B.2.2.2 Скорость потока приточного воздуха
Скорость потока воздуха следует измерять приблизительно на расстоянии от 150 мм до 300 мм от лицевой поверхности фильтра или входной плоскости.
Число точек измерения (ячеек решетки) в значительной степени зависит от используемых для измерений приборов, конфигурации помещения, размещения технологического оборудования и конструкции установленных ячеек с фильтрами. Минимальное число точек измерения (ячеек решетки) определяют по формуле (B.1)
, (B.1)
где N - минимальное число точек измерения (ячеек решетки; N следует округлить до ближайшего верхнего целого числа);
A - площадь сечения потока воздуха, м2.
При измерении средней скорости в зоне с однонаправленным потоком воздуха среднюю скорость вычисляют по формуле (B.2)
, (B.2)
где Va - средняя скорость потока воздуха, м/с;
- сумма всех измеренных скоростей потока воздуха (Vn), м/с;
Vn - скорость потока воздуха, измеренная в центре каждой ячейки решетки, м/с;
N - число точек измерения скорости потока воздуха, Vn.
Следует выполнить измерения, как минимум, в одной точке для каждого фильтра (приточного отверстия) или фильтровентиляционного модуля.
При использовании данных измерений для определения скорости потока воздуха по B.2.2.4 или однородности скорости по B.2.2.3 может оказаться целесообразным увеличить число точек измерений (ячеек решетки).
Для зон с меньшими размерами может оказаться необходимым увеличить число точек измерений (ячеек решетки), чтобы увеличить вероятность обнаружения неравномерностей скорости потока воздуха.
Время измерения в каждой точке должно быть достаточным для получения повторяемых показаний. При большом числе точек следует записать усредненные во времени значения измеренных скоростей.
Примечания
1 При измерении скорости потока воздуха слишком близко от источника возможна ошибка измерений из-за изменений распределения потока воздуха, вызванных гофрированным фильтрующим материалом. При измерении скорости потока приточного воздуха на слишком большом расстоянии от источника скорость будет снижаться из-за турбулентности.
2 Для исключения нарушений однонаправленного потока воздуха может использоваться временный барьер.
B.2.2.3 Однородность скорости потока воздуха в чистом помещении или чистой зоне
Однородность скорости потока воздуха следует измерять по B.2.2.2 или по соглашению между заказчиком и исполнителем.
Примечание - Если установлено технологическое оборудование и организованы рабочие места, то важно учесть наличие существенных колебаний потока воздуха. В связи с этим измерения скорости не должны выполняться вблизи этих препятствий.
Данные, используемые для определения однородности скорости и максимальных отклонений, например, значений скорости и ее изменений, должны быть согласованы между заказчиком и исполнителем.
Следует вычислять стандартное отклонение и среднюю величину по значениям скорости. Однородность скорости UV определяют по формуле (B.3)
, (B.3)
где 
- стандартное отклонение;
Va - средняя скорость потока воздуха, м/с.
Максимальное отклонение скорости потока воздуха Dmax вычисляют по формуле (B.4)
Dmax = [(Vd - Va)/Va]·100, (B.4)
где Va - средняя скорость потока воздуха, м/с;
Vd - значение наибольшего отклонения от среднего значения.
B.2.2.4 Расход приточного воздуха, определяемый по результатам измерения скорости
Результаты измерений скорости потока воздуха, выполненных по B.2.2.2, могут быть использованы для вычисления общего расхода приточного воздуха по формуле (B.5)
, (B.5)
где AC - площадь ячейки, определяемая как свободная зона приточного отверстия, разделенная на число точек измерения (ячеек решетки), м2;
Q - общий расход воздуха, м3/с;
Vn - скорость потока воздуха, измеренная в центре каждой ячейки решетки, м/с;
- знак суммы по всем ячейкам.
Примечание - Точность определения расхода воздуха по этому методу зависит от многих факторов, таких как выбор контрольных приборов, точек измерения, числа точек измерений (ячеек решетки), расстояния от лицевой поверхности фильтра и вычислений открытой площади ячейки.
B.2.2.5 Расход приточного воздуха, вычисленный по скорости, измеренной в воздуховодах
Расход приточного воздуха в воздуховодах может быть измерен с помощью таких приборов как диафрагменные расходомеры, расходомеры Вентури, статические трубки Пито и анемометры.
Если измерения в прямоугольном воздуховоде проводятся с использованием статических трубок Пито и манометров или анемометров (термоанемометров или крыльчатых), то плоскость измерений в воздуховоде должна быть разделена на точки измерения (ячейки решетки) с одинаковой площадью, а скорость потока воздуха следует измерять в центре каждой ячейки. Число точек измерения (секторов) должно быть согласовано между заказчиком и исполнителем. Расход воздуха следует оценивать так же, как это описано в B.2.2.4. Измерения в круглых воздуховодах проводят по методике определения расхода воздуха с помощью статических трубок Пито, приведенной в ИСО 5167-5 [24].
Примечание - При измерении расхода приточного воздуха возможны различия при использовании методов по определению скорости потока воздуха на лицевой поверхности фильтра и измерениям в воздуховоде.
B.2.3 Методика испытаний для неоднонаправленного потока воздуха
B.2.3.1 Общие положения
В некоторых случаях для определения расхода воздуха от каждого приточного отверстия может потребоваться измерение скорости потока приточного воздуха от этих отверстий [18].
B.2.3.2 Расход приточного воздуха, определяемый с помощью расходомера
В связи с наличием эффекта локальной турбулентности потока воздуха и скоростей струй от каждого из отверстий рекомендуется использовать расходомер с раструбом (балометр), который отбирает весь воздух, идущий от каждого финишного фильтра или приточного диффузора. Расход приточного воздуха измеряется расходомером с измерительным устройством или измерением скорости потока воздуха, выходящего из расходомера, умноженной на площадь сечения потока. Открытая часть раструба должна полностью закрывать фильтр или диффузор и плотно прилегать к плоской поверхности для предотвращения утечек воздуха и неточности измерений. При применении расходомера с измерительным устройством расход воздуха от каждого финишного фильтра или приточного диффузора должен измеряться непосредственно у выхода из раструба.
Следует проверять расходомер на предмет точности результатов измерений в зависимости от вида отверстия, поскольку существует много факторов, которые могут оказать влияние на показания расходомера. Следует учесть возможность применения корректирующего коэффициента. Корректирующий коэффициент зависит от потока воздуха. Он определяется на месте и основан на различии между измерениями в воздуховодах и приточных отверстиях.
Для вихревых диффузоров раструб может быть приспособлен для потока воздуха данного диффузора.
B.2.3.3 Расход приточного воздуха, вычисленный по измерениям скоростей потока
Оценка расхода приточного воздуха может быть выполнена без применения расходомера с помощью анемометра, помещаемого после каждого финишного фильтра. Расход приточного воздуха определяется по скорости потока воздуха, умноженной на площадь сечения фильтра. Для предотвращения нарушений однонаправленного потока может использоваться временный барьер (щиток).
Число точек измерения (ячеек решетки) и порядок вычисления расхода приточного воздуха приведен в B.2.2.2 и B.2.2.4.
При невозможности разделения плоскости на точки измерения (ячейки решетки) с равными площадями может использоваться среднее значение скорости, умноженное на площадь сечения.
Точность определения расхода воздуха по этому методу может зависеть от многих факторов, например, выбора контрольных приборов, точек измерения, числа точек измерения (ячеек решетки), расстояния от лицевой поверхности фильтра и расчета открытой площади ячейки. Эти возможные влияющие факторы следует учесть при проведении испытаний.
B.2.3.4 Расход приточного воздуха, вычисленный по измерениям скорости потока воздуха в воздуховодах
Порядок определения расхода приточного воздуха приведен в B.2.2.5.
B.2.4 Приборы для контроля расхода воздуха
Описание приборов и их характеристики приведены в C.3. Для измерения скорости потока воздуха могут использоваться ультразвуковые анемометры, термоанемометры, крыльчатые анемометры или их эквиваленты.
Для измерения расхода приточного воздуха могут использоваться расходомеры воздуха, диафрагменные расходомеры, трубки Вентури, статические трубки Пито, набор усредняющих трубок и манометры или их эквиваленты.
При измерении скорости потока воздуха следует использовать приборы, на которые не влияет изменение скорости от точки к точке при малых расстояниях, например, термоанемометр может использоваться при малых значениях размеров сетки и дополнительных точках измерений (ячейках сетки). С другой стороны, крыльчатый анемометр может использоваться, если он обладает достаточной чувствительностью и имеет достаточные размеры для измерений средней скорости потока воздуха в определенном диапазоне.
Приборы должны иметь действующие сертификаты калибровки.
B.2.5 Протоколы испытаний
По соглашению между заказчиком и исполнителем следует документально оформлять протоколы согласно разделу 5, которые включают в себя:
a) вид испытаний, вид и условия измерений;
b) описание каждого вида использованного оборудования и данные о его калибровке;
c) положение точек измерения, их расстояние от поверхности фильтра;
d) состояние(я) чистого помещения;
e) результаты измерений;
f) другие данные, существенные для испытания.
Подписаться на обновления