ГОСТ Р ИСО 14644-3-2020. Национальный стандарт Российской Федерации. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Часть 3. Методы испытаний

B.3 Определение направления потока воздуха, визуализация потока

B.3.1 Общие положения

Целью проверки направления потока воздуха и визуализации потока является подтверждение того, что направление потока воздуха и однородность скорости потока соответствует проектным и эксплуатационным требованиям.

Примечания

1 Цифровое моделирование потоков воздуха (CFD), используемое как прогнозирующее и аналитическое средство, в настоящем стандарте не рассматривается.

2 Использование нитей может не дать истинное направление потока воздуха из-за особенностей материала нитей, например, веса и температуры материала нитей.

 

B.3.2 Методы

Проверка направления и визуализация потока воздуха может выполняться следующими четырьмя методами:

a) использованием нитей;

b) введением частиц;

c) визуализацией потока воздуха с помощью методов обработки изображения;

d) построением распределения скоростей потоков воздуха.

В методах a) и b) для визуализации потоков воздуха используют нити или видимые частицы. Для записи данных могут использоваться такие устройства, как видеокамеры. Нити или частицы не должны быть причиной загрязнений и должны точно показывать направление потока воздуха. Для данных методов могут использоваться генератор аэрозолей и источник света высокой интенсивности.

Метод c) используется для количественной оценки распределения скоростей потока воздуха в чистом помещении или чистой зоне. Метод основан на визуализации потока воздуха частицами при помощи моделирования с использованием компьютера.

При проведении испытаний следует принять меры предосторожности, чтобы исключить влияние персонала на исследуемые потоки воздуха.

Примечания

1 На потоки воздуха могут влиять такие параметры, как перепад давления воздуха, скорость движения воздуха и температура.

2 Методы визуализации потока воздуха являются лучшим средством для оценки эффективности распределения воздуха в чистых помещениях, чистых и контролируемых зонах с однонаправленным потоком воздуха. Также данный метод может применяться в зонах с неоднонаправленным потоком воздуха.

 

B.3.3 Методы определения направления потока воздуха, визуализация потока

B.3.3.1 Метод использования нитей

Метод состоит в наблюдении за нитями (шелковыми нитями, отдельными нейлоновыми волокнами, флажками или тонкими лентами), которые крепятся к штырькам или точкам пересечения проволочной сетки, находящимся в потоке воздуха. Это дает видимую картину направления потока воздуха и его изменения из-за турбулентности. Целесообразно использовать эффективную подсветку для наблюдения и записи потока воздуха.

B.3.3.2 Метод введения частиц

Метод состоит в наблюдении или визуализации поведения частиц, освещенных источником света высокой эффективности. Он показывает направление потока воздуха и однородность скорости потока в чистом помещении, чистой или контролируемой зоне. Индикаторные частицы могут быть получены из распыляемой деионизованной воды, распыляемого или химически генерируемого спирта/гликоля и т.д. Источник частиц должен быть выбран так, чтобы исключить загрязнение поверхностей.

При выборе метода распыления следует учесть требования к размеру капель. Капельки должны быть достаточно большие, чтобы быть обнаруженными с помощью применяемых методов визуализации, но не настолько большими, чтобы гравитация или иной эффект могли повлиять на их движение и искажение получаемой картины.

B.3.3.3 Визуализация потоков воздуха с помощью видеозаписи

Обработка данных о визуализации частиц по методу B.3.3.2 на фотографиях или видеопленках дает количественные характеристики потоков воздуха в двухмерном изображении векторов скорости. При этом используются цифровые компьютеры с необходимыми интерфейсами и программным обеспечением. Для достижения большей пространственной разрешающей способности могут использоваться такие средства, как лазерные источники света.

B.3.3.4 Оценка потоков воздуха методом построения распределения скоростей

Распределение скоростей потоков воздуха может быть построено с помощью приборов для измерения скорости потока воздуха, таких как термоанемометры или ультразвуковые анемометры, устанавливаемых в нескольких определенных точках испытуемого чистого помещения или чистой зоны. Обработка полученных данных позволяет получить информацию о распределении потоков воздуха.

B.3.4 Оборудование для определения направления и визуализации потока воздуха

Приборы для определения направления потока воздуха и его визуализации различаются для каждого метода испытаний. Приборы для каждого метода испытаний приведены в C.4, таблицах B.1 и B.2.

 

Таблица B.1

 

Материалы или частицы, используемые в методах

с использованием нитей или введения частиц

 

Пункт	Описание
Материал, используемый в методе использования нитей	Шелковая нить, ткань и т.д.
Метод введения частиц	Туман из воды деионизованной или другой жидкости с диаметром капель от 0,5 мкм до 50 мкм. Пузырьки нейтральной плотности в воздухе в месте измерения. Контрольный туман из органических или неорганических соединений
Устройства записи визуализированной картины или изображений индикаторных частиц	Различные устройства, такие как фотокамеры, видеокамеры, включая высокоскоростные или стробоскопы или приборы с синхронизированными функциями, и устройства записи изображений, используемые при визуализации потока воздуха

 

Примечание - После визуализации потока воздуха следует, как правило, выполнять повторную уборку чистого помещения или чистой зоны.

 

Таблица B.2

 

Источники света для визуализации потока воздуха

 

Пункт	Описание
Различные источники света для контрастного наблюдения или визуализации потоков воздуха	Вольфрамовая лампа, флуоресцентная лампа, галогенная лампа, ртутная лампа, источники лазерного излучения (He-Ne, на ионах аргона, YAG-лазеры и т.д.) с или без стробоскопа или синхронизированные устройства с регистраторами
Технология обработки изображений для количественного измерения с помощью визуализации потока	Метод лазерного ножа, состоящий из высокомощных лазерных источников (аргоновый или YAG-лазер), оптики, включая цилиндрическую линзу, и контроллера, где визуализируются двумерные воздушные потоки

 

B.3.5 Протокол испытаний

По соглашению между заказчиком и исполнителем и в соответствии с разделом 5 настоящего стандарта в протоколе испытаний следует указать следующее:

a) вид испытаний, метод визуализации и условия испытаний;

b) тип используемых приборов и данные об их калибровке;

c) точки, в которых проводилась визуализация;

d) фотография или любая другая запись картины визуализации или первичные данные каждого измерения скорости воздуха, при применении обработки изображений или определении распределения скоростей, если это предусмотрено;

e) план размещения приборов, используемых при визуализации;

f) состояние(я) чистого помещения.