Cualificación de la vitrina de gases de laboratorio
EOLIOS puede realizar las precalificaciones para el diseño de sus vitrinas de gases así como las pruebas de contención:
- Control de contaminación
- Dispersión de contaminantes y gases
- Diseño de locales de laboratorio.
- Estudio de los escenarios de fallos críticos
- Identificación de los flujos de aire de derivación y recirculación
- Mejora de la distribución del aire y de la eficacia de la refrigeración
- Dimensionamiento preciso de la disposición de la rejilla
- Optimización del confort térmico
- Estudio de los puntos de ajuste de los sistemas de tratamiento de aire.
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Vitrina de gases de laboratorio y contexto normativo
contexto
La vitrina de laboratorio es un sistema de sistema de protección sistema generalmente utilizado en zonas donde sustancias peligrosas se manipulan. Su misión es limitar la exposición humana a estas sustancias nocivas captando y evacuación de humos tóxicos y otros polvos volátiles generados en su recinto mediante un flujo de aspiración de aire. Para garantizar el mantenimiento de su rendimiento a lo largo del tiempo, las vitrinas de laboratorio se someten a controles periódicos
Legislación francesa en vigor
Actualmente, la evaluación del funcionamiento de las campanas de gases de laboratorio está sujeta a la norma europea EN 14175. Esta norma detalla la metodología para evaluar los requisitos de rendimiento de las campanas de gases de laboratorio en pruebas de calificaciónPuede tratarse de una recepción o de un acto rutinario. Por lo tanto, durante una inspección, las pruebas de velocidad del aire frontal a la entrada de la vitrina de gases deben realizarse mediante anemometría de hilo caliente. Del mismo modo, el una prueba de contención También debe realizarse la prueba de gas trazador SF6, así como una visualización cualitativa de flujo con humo.
Regulación antigua: el estándar XPX 15-203
- En Francia, para vitrinas de gases instaladas antes de 2006, los controles debían cumplir con los métodos definidos por la norma francesa XP X 15-203 . El estándar XPX 15-203 establece, en particular, umbrales de velocidad del aire frontal y niveles de contención.
- Velocidad del aire frontal: 0,4 m/s
- Contención: concentración de gas trazador en el plano de apertura de la vitrina de gases inferior en cualquier punto a 0,1 ppm.
EN 14175: nuevos parámetros de prueba de aire
Los valores umbral a respetar
- Velocidad del aire frontal: no hay valor umbral, PERO en Francia 0,4 m/s
- Contención: no hay valor umbral PERO en Francia se ha desarrollado la norma francesa XP 15-206 para complementar la EN 14175. Establece un umbral de 0,1 ppm para la concentración media de gas trazador SF6 (hexafluoruro de azufre)
- Número mucho mayor de parámetros probados.
Controles obligatorios
- Caudal de aire de extracción: La medida se realiza midiendo el caudal de extracción en el conducto de extracción para comprobar las características aeráulicas de la instalación y servir de comparación para futuras comprobaciones.
- Velocidad del aire frontal: La medida se realiza por anemometría térmica. Los valores medidos servirán como valores de referencia para futuras comprobaciones periódicas.
Contención y solidez de la contención: La medición se realiza mediante el trazado de SF6
El principio de la prueba de contención con gas SF6:
- Genere gas trazador SF6 en ubicaciones específicas dentro del volumen de trabajo de la vitrina de gases.
- Tome el aire de diferentes lugares, al nivel del plano de la abertura de la vitrina de gases.
- Mida la concentración de SF6 para cuantificar la fuga de sustancias químicas desde el interior del volumen de trabajo al personal que manipula los productos químicos.
Para la norma NF EN 14175, el número de puntos de medición depende del ancho de la vitrina de gases. La parte 3 de la norma especifica cómo calcular las posiciones de prueba. Durante las pruebas, la fachada móvil se abre a 500 mm.
Modelado CFD de laboratorios y salas limpias
Comprensión global de los fenómenos termoaéreos
Las simulaciones pueden contribuir a una mejor comprensión de los problemas para desarrollar soluciones técnicas relevantes desde la etapa de diseño. Los laboratorios pueden simularse en su totalidad y permiten analizar simultáneamente el impacto de muchos fenómenos.
El estudio CFD de la calificación de las vitrinas de gases permite poner de manifiesto la presencia de flujos de aire parásitos que perturban la entrada de las vitrinas de gases.
Diseño de salas de laboratorio y salas blancas
Al comienzo del proceso de diseño, configurar una gran cantidad de prototipos experimentales puede volverse costoso y llevar mucho tiempo rápidamente. CFD Simulation permite la simulación de una gran cantidad de prototipos, en un período de tiempo más corto, con el fin de recopilar información rápidamente para la optimización de los sistemas y la ubicación de las vitrinas de gases.
CFD: un nuevo protocolo de diseño de laboratorio
La simulación proporciona acceso a muchos parámetros a los que es difícil acceder a través de experimentos, en particular porque las simulaciones proporcionan instantáneamente datos de medición para cualquier punto y no exclusivamente localizados. Esto permite identificar con precisión posibles fugas durante la contención de las vitrinas de gases. Integrar la simulación CFD en sus protocolos de diseño significa integrar un equipo de expertos que tendrá una perspectiva diferente en la búsqueda de una solución, asegurando y acelerando así la cualificación de las vitrinas de gases.
Método basado en CFD para la calificación de vitrinas de gases
Método de modelado de flujo de aire
Para lograr una medición espacial instantánea de la velocidad del aire, utilizamos este método basado en la mecánica de fluidos de precisión . Los flujos que entran en juego en este contexto se rigen por ecuaciones diferenciales parciales denominadas ecuación de Navier-Stokes. Al ser estas ecuaciones analíticamente insolubles, utilizamos el método de cálculo de elementos finitos para resolverlas numéricamente. Este método permite tener una solución lo más cercana posible a un problema físico.
Para solucionar un problema físico mediante este método, es recomendable conocer previamente las condiciones de entrada y salida del sistema, en nuestro caso serán los caudales de impulsión, retorno y aspiración de las distintas vitrinas de gases.
Estas condiciones se especifican en hipótesis en la nota y deben ser verificadas imperativamente para que las conclusiones anunciadas en esta nota sean válidas.
Método de medición de confinamiento numérico
Durante la calificación de las vitrinas de gases, es fundamental controlar la tasa de fuga de agentes contaminantes para no contaminar al usuario. Para modelar este contaminante, utilizamos diferentes métodos para simular un gas trazador con el objetivo de garantizar una fina precisión y obtener así resultados lo más fiables posible.
Validación numérica de la calificación de la vitrina de gases
Para saber si la contención cumple con el estándar actual, modelamos la difusión del trazador dentro de la vitrina de gases de manera estacionaria. Una vez obtenidos los resultados, utilizamos un método de iso-volumen para comprobar que todo el trazador está contenido dentro de la vitrina de gases en la escala reglamentaria. Si se verifica el resultado, la vitrina de gases cumple las condiciones de confinamiento impuestas por la legislación.
