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Strömungsmessungen im Reinraum
Normen
Normen, die Einfluß auf Strömungsmessungen haben:US FED 209 e
GMP / FDA
DIN EN ISO 14 644
VDI 2083
Was ist zu messenLuftwechselzahl (Reinheit)
Strömungsgeschwindigkeit unter LF-Filter (Reinheit)
Strömungsgeschwindigkeit am Arbeitsplatz (Behaglichkeit)
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ISOKlassifizierung
ISO-Klasse 3
ISO-Klasse 4
ISO-Klasse 5
ISO-Klasse 6
ISO-Klasse 7
ISO-Klasse 8
Luftwechsel-zahlen
Strömungsmessungen im Reinraum
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* Sinkgeschwindigkeit bei turbulenzarmen Verdrängungsströmung** 0,05 inch Wassersäule (FDA) ~ 12,7 Pa
Behaglichkeitskriterium nach VDI 2083: rel. Feuchte: 65-30%;Tätigkeitsbezogene Temperatur: 18-24°C
GMP - verbindlichGMP - verbindlich
Benutzer-definierte, prozess-spezifische Anpassungen sind möglich
Strömungsmessungen im Reinraum
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Tabelle von DIN einfügenGesamtübersicht
Abnahmemessungen in Reinräumennach DIN 2083 Blatt 3
Strömungsmessungen im Reinraum
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Häufigkeit der Überwachung
Strömungsmessungen im Reinraum
Abnahmemessungen in Reinräumennach DIN 2083 Blatt 3
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Messung in Kanälen
Vorgehensweise Es ist ein erprobtes und kostengünstiges Verfahren, den Volumenstrom in Lüftungskanälen mit Hilfe von Eintauchsonden zu messen, die als primäre Messeinheit die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr oder Rechteckkanal erfasst. Soll eine einmalige oder dauernde Messung des Volumenstromes ein brauchbares Ergebnis liefern, dann sind einige Vorüberlegungen sehr hilfreich.
• Lokalisieren einer guten Messstelle
• Korrektes Platzieren der Messsonde
• Aufzeichnung einer Messung
• Korrektes Umrechnen in den Volumenstrom
• Bewertung der Messunsicherheit
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Messung in Kanälen
Lokalisieren einer guten Messstelle=Problematische Mess-Stellen vermeiden:
Blenden,Ventile,Lüfter,Krümmer,Heizregister
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Messung in Kanälen
Einlauf- und Auslaufstrecken
nach praktischer Erfahrung
Störstellen wirken nicht nur in Richtung der Luftströmung, sondern auch entgegen der Strömungsrichtung, wo sie zu Turbulenzen führen können.
L = Länge der gesamten Mess-StreckeL1 = Länge der EinlaufstreckeL2 = Länge der AuslaufstreckeD = Durchmesser der Mess-Strecke
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Messung in Kanälen
Einlauf- und Auslaufstrecken
nach praktischer Erfahrung
Angegeben sind jeweils die erforderlichen Mindestwerte. Können die aufgeführten Beruhigungsstrecken nicht eingehalten werden, dann muss mit erhöhten Abweichungen des Messergebnisses gerechnet werden.
Strömungshindernis vor der Mess-StreckeMindestlänge
Einlaufstrecke L1Mindestlänge
Auslaufstrecke L2
geringe Krümmung (< 90°) 10 x D 5 x D
Reduktion (Rohr verengt sich zur Mess-Strecke)
15 x D 5 x D
Erweiterung (Rohr erweitert sich zur Mess-Strecke)
15 x D 5 x D
90° Bogen oder T-Stück 15 x D 5 x D
2 Bogen á 90° in einer Ebene 20 x D 5 x D
2 Bogen á 90° 3-dimensionale Richtungsänderung
35 x D 5 x D
Absperrventil 45 x D 5 x D
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Messung in Kanälen
Korrektes Platzieren der Messsonde
• Sondenmitte auf Kanalmitte eintauchen
• Sonde rechtwinklig ausrichten
• Sonde parallel zum Rohr ausrichten
• Bei portabler Messung Eintauchtiefe registrieren
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Messung in Kanälen
Volumenstrom aus Strömungs-geschwindigkeit berechnen
Allgemein: V = wm x A
V = Volumenstromwm= Mittlere Strömungs-GeschwindigkeitA = Querschnittsfläche des Rohres
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Messung in Kanälen
Strömungsprofilim Rohr
Sensor in Kanalmitte
PF-Wert vom Hersteller
Gilt für turbulente Strömung
wm = mittlere Geschwindigkeitws = Geschwindigkeit am Sensor in KanalmittePF = Profilfaktor des Herstellers
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Messung in Kanälen
Volumenstrom aus Sensorsignal berechnet
Im Rohr
Allgemein: V = ws x PF x AIn m3/h: V [m3/h] = ws [m/s] x PF x A [cm2] x 0,36V= Volumenstromws= Strömungs-Geschwindigkeit am Sensor (Rohrmitte)
A= Querschnittsfläche des Rohres
PF= Profilfaktor aus Tabelle SS_ProfilfaktorenSS2050.pdf
2D 4
A
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Messung in Kanälen
Versperrung desStrömungs-querschnittesdurch die Sonde
nach VDI 2080
wwahr = wist * (A2 – A1)
A2
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Messung in Kanälen
Volumenstrom aus Sensorsignal berechnet
Im Rechteck-Kanal
1. Berechne ein Rohr, dessen Durchmesser dem Rechteck-Kanal entspricht.
2. Berechne Volumenstrom für das Rohr
1. Dh = Ersatzdurchmesser des runden Rohresa = Höhe im Kanal, b = Breite im Kanal
2. V = Volumenstrom
wm = Strömungsgeschwindigkeit in Kanalmitte (=Schnittpunkt der Diagonalen)
)()(2
babaDh
2hhmhhm D
4 PF wA PF w V
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Messung in Kanälen
Beispiele zur Volumenstrom-Berechnung Rechteck-Kanal
Kanal mit a=20 cm b=40 cmDh = 2667 cm2
PFh = 0,840 (für SS20.50)
Ah = 0,0558 m2
ws = 20 m/s
V = 3 378 m3/h
Rohr
Rohr mit D = 15 cm
PF = 0,795 (für SS20.50)A = 176 cm2
ws = 15 m/s
V = 751,3 m3/h
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Messung in Kanälen
Zur Beachtung
Messqualität erhöhen durch• Genügend Abstand zwischen Störstelle und Sensor
einhalten ( 10 x D)• Sensor auf Kanalmitte eintauchen• Den zum Sensor gehörenden Profilfaktor verwenden• Bei grossen Rohren und unzureichenden Einlaufstrecken ist
Verifikation durch Netzmessung nach VDI 2080 empfohlen
Bei Vergleichsmessungen Abweichung einrechnen für• Anderer Sensor = andere Versperrung = anderer
Profilfaktor• Andere Messtechnik = Korrektur Druck / Temperatur nötig ?
z.B. wenn Flügelrad mit therm. Sensor verglichen wird. SSGrundlagen.PDF• Störung Strömungsprofil durch Vergleichs-Sensor
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Messung in Kanälen
Tip
Beim Messen mit thermischer Sonde wird ein normierter Volumenstrom ermittelt, der einfach in einen Massenstrom umgerechnet werden kann:
Q = rho x V
Q = Massenstrom rho = spez. Dichte in kg/m3 V=Volumenstrom
Spez. Dichte von Luft bei Normaldruck 1013,25 hPa und 20°Crho = 1,204 kg/m3
Beispiel:Volumenstrom V = 751,3 m3/h entspricht Q = 904,6 kg/h
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Messung in Kanälen
Fehler durch Störstellen-einfluss
nach VDI 2080
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