Laminare Luftströmung
Beschreibung:
Definition
Was ist eine laminare Luftströmung?
Eine laminare Luftströmung ist eine gleichmäßige, turbulenzarme Strömung, bei der sich die Luftschichten parallel und ohne Verwirbelungen bewegen. In der Reinraumtechnik spricht man von turbulenzarmer Verdrängungsströmung. Dabei wird gefilterte Luft in den Reinraum eingebracht. Diese transportiert durch eine vertikale oder horizontale Strömung Partikel ab. Ob eine Strömung laminar bleibt, hängt von der Reynolds-Zahl ab: Rohrströmungen sind beispielsweise laminar, solange die Reynolds-Zahl unterhalb des kritischen Werts Re 2.300 liegt.
Gut zu wissen
Was ist die Reynolds-Zahl?
Die Reynolds-Zahl (Re) beschreibt das Verhältnis von Trägheitskräften zu Zähigkeitskräften (Viskosität) in einem strömenden Fluid. Sie bestimmt, ob eine Strömung laminar oder turbulent verläuft. Im Reinraum werden meist Rohr- oder Raumströmungen verwendet. Für Rohrströmungen gilt: Bei Re < 2.300 ist die Strömung laminar. Erreicht die Strömung einen Wert von Re > 4.000 ist sie turbulent. Zwischen diesen Werten können beide Strömungsarten vorkommen.
Wie unterscheidet sich die vertikale von der horizontalen laminaren Luftströmung?
Vertikale und horizontale laminare Luftströmung unterscheiden sich durch die Stelle, an der die Reinluft einströmt, und durch die Richtung, in welche die Partikel abtransportiert werden. Bei der vertikalen Strömung gerät die gefilterte Luft über einen Deckenfilter von oben in den Reinraum und wird am Boden abgeführt. So werden Partikel mit der Schwerkraft abtransportiert, wodurch diese Luftströmung stabil und gleichmäßig bleibt. Bei der horizontalen Luftströmung bewegt sich die gefilterte Luft von einer Filterwand zur gegenüberliegenden Seite. Hierbei besteht ein höheres Risiko, dass Partikel im Luftstrom von einem Bereich in den anderen verschleppt werden.
Was ist der Unterschied zwischen laminarer und turbulenter Luftströmung?
Eine laminare Luftströmung verläuft in parallelen, geordneten Schichten, während eine turbulente Strömung mit Verwirbelungen auftritt. In der Reinraumtechnik spricht man bei laminarer Luftströmung von einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung (TAV): Kontaminierte Luft wird gerichtet verdrängt und Partikel werden gezielt abtransportiert. Die turbulenzarme Verdrängungsstörmung kommt meist in Reinräumen der Klassen ISO 1-5 zum Einsatz. Die turbulente Verdünnungs- oder Mischströmung hingegen verdünnt kontaminierte Luft durch das ungerichtete Einbringen von gefilterter Luft bei geringerer Strömungsgeschwindigkeit. Sie wird für Reinräume mit weniger kritischen Reinraumklassen (ISO 6-8) eingesetzt. Einen genauen Einblick in den Aufbau eines Reinraums und die verschiedenen Strömungsarten gibt das kostenfreie Lernmodul in der item Academy.
Wann eignet sich eine laminare Luftströmung?
Eine laminare Luftströmung eignet sich immer dann, wenn die höchste Partikelfreiheit gefordert ist, zum Beispiel bei der Herstellung steriler Arzneimittel, in der Halbleiterfertigung, in OP-Sälen oder an Laminar-Flow-Werkbänken.
Wie wird die laminare Strömung technisch umgesetzt?
Um die laminare Strömung in einem Reinraum technisch umzusetzen, benötigt man einen HEPA- oder ULPA-Filter als Basis. Er filtert mindestens 99,97 % aller Partikel aus der Luft. Der HEPA-Filter wird in der Decke oder der Wand installiert. Spezielle Lochbleche sorgen dafür, dass die gefilterte Luft gleichmäßig und turbulenzarm in den Reinraum einströmt. Angetrieben wird die Strömung häufig durch Filter-Fan-Units (FFU) – kompakte Ventilator-Filter-Einheiten. Die kontaminierte Luft wird über Abluftöffnungen abgeführt. Anschließend wird sie über eine Umluftführung zurückgeleitet, erneut gefiltert und dem Reinraum wieder zugeführt.
Was bietet item für eine laminare Luftströmung an?
item bietet verschiedene modulare Reinraum-Lösungen auf Basis des item Systembaukastens, die eine laminare Verdrängungsströmung ermöglichen: Von Filter-Fan-Units über Laminar Flow Boxen als mobile Lösung oder mit höhenverstellbarem Arbeitstisch bis hin zu Reinraumzelten und begehbaren Kabinen. Alle Lösungen sind modular erweiterbar und lassen sich flexibel an individuelle Anforderungen anpassen.
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Beispielsätze:
- Eine Filter-Fan-Unit erzeugt laminare Strömung im Reinraum.
- Eine laminare Strömung eignet sich besonders für sensible Fertigungsprozesse, zum Beispiel in der Halbleiterfertigung oder der Pharmaindustrie.
- Die Laminar Flow Box erzeugt eine laminare Strömung zur gezielten Partikelverdrängung.
Laminar airflow
Description:
Definition
What is a laminar airflow?
A laminar airflow is a uniform, low-turbulence airflow in which various currents of air flow in parallel and without eddying. Cleanroom technology, such as a clean bench, laminar flow cabinet or laminar flow hood, makes use of what is called a low-turbulence displacement airflow. This involves blowing filtered air into the cleanroom to remove particles with a vertical or horizontal airflow. The Reynolds number determines whether or not an airflow can be categorised as laminar. For example, the airflow in a duct is classed as laminar as long as the Reynolds number is below the critical value of Re 2300.
Good to know
What is the Reynolds number?
The Reynolds number (Re) is the ratio of inertial forces to viscous forces (viscosity) in a flowing fluid. It determines whether a flow is laminar or turbulent. In a cleanroom, airflow is usually measured in the ducts and in the room. In the case of duct airflows, the flow is laminar when Re < 2300. If the flow reaches a value of Re > 4000, it is turbulent. Between these two values, the airflow can be both laminar and turbulent.
What is the difference between a vertical and horizontal laminar airflow?
The difference between vertical and horizontal laminar air flows is the point at which the clean air enters and the direction in which particles are removed. If the flow is vertical, the filtered air enters the cleanroom from above via a ceiling filter and exits through the floor. This means particles are removed by the force of gravity, which maintains a stable, uniform air flow. If the air flow is horizontal, the filtered air moves across from one filter wall to the opposite side. This entails a greater risk of particles in the air flow being dragged from one area to another.
Turbulent flow vs. laminar flow – how do they differ?
The difference between laminar and turbulent flow is that a laminar airflow moves in orderly parallel layers, whereas a turbulent airflow has some eddying. In the cleanroom technology context, a laminar airflow is referred to as a low-turbulence displacement airflow. Contaminated air is displaced in a given direction and particles are systemically removed. Low-turbulence displacement airflows are mostly used for cleanrooms in ISO classes 1 to 5. A turbulent dilution or mixed airflow, on the other hand, dilutes contaminated air by introducing undirected filtered air with a lower flow rate. This type of flow is used for cleanrooms in less stringent cleanroom classes (ISO 6 to 8). You can get a detailed insight into the design of a cleanroom and the various flow types in the free learning module in the item Academy.
When is a laminar airflow suitable?
A laminar air flow is always a good choice when maximum freedom from particles is called for – when manufacturing semiconductors or sterile pharmaceuticals, in operating theatres and on laminar flow work benches, for instance.
How do you achieve a laminar airflow in practice?
To achieve a laminar airflow in a cleanroom, you need to start with a ULPA or HEPA filter, which will remove at least 99.97 percent of all particles from the air. ULPA and HEPA filter systems are installed in the ceiling or wall. Special perforated sheets ensure the filtered air has an even, low-turbulence flow in the cleanroom. This flow is often driven by compact filter fan units (FFUs). The contaminated air is removed via exhaust vents. It is then routed back via a recirculation system, filtered again and fed back into the cleanroom.
What laminar airflow solutions does item offer?
Based on the item Building Kit System, item offers a variety of modular cleanroom solutions that facilitate a laminar displacement flow – from Filter Fan Units and laminar flow boxes (as a mobile solution or with a height-adjustable work bench) through to cleanroom tents (also known as softwall cleanrooms) and walk-in cabins. All solutions can be extended on a modular basis and adapted flexibly to suit specific requirements.
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Example sentences:
- A filter fan unit generates a laminar airflow in cleanrooms.
- A laminar airflow is particularly suited to sensitive production processes – in semiconductor manufacturing and the pharmaceutical industry, for instance.
- A laminar flow box generates a laminar airflow to systematically displace particles.
Flujo de aire laminar
Description:
Definición
¿Qué es un flujo de aire laminar?
Un flujo de aire laminar es un flujo de aire uniforme y de baja turbulencia en el que las distintas corrientes de aire circulan en paralelo y sin remolinos. La tecnología de salas blancas, como los bancos de trabajo limpios, las cabinas de flujo laminar o las campanas de flujo laminar, utiliza lo que se denomina un flujo de desplazamiento del aire de baja turbulencia que consiste en introducir aire filtrado en la sala blanca para eliminar partículas mediante un flujo de aire vertical u horizontal. El número de Reynolds determina si un flujo de aire puede clasificarse como laminar o no. Por ejemplo, el flujo de aire en un conducto se considera laminar siempre que el número de Reynolds se mantiene por debajo del valor crítico de Re 2300.
Es bueno saber
¿Qué es el número de Reynolds?
El número de Reynolds (Re) es la relación entre las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas (viscosidad) de un fluido en movimiento. Determina si un flujo es laminar o turbulento. En una sala blanca, el flujo de aire suele medirse tanto en los conductos como en la propia sala. En el caso de los flujos de aire en los conductos, el flujo es laminar cuando Re es inferior a 2300. Si el flujo alcanza un valor Re superior a 4000, se considera turbulento. Entre estos dos valores, el flujo de aire puede presentar características tanto laminares como turbulentas.
¿Cuál es la diferencia entre el flujo de aire laminar vertical y el horizontal?
La diferencia entre el flujo de aire laminar vertical y horizontal radica en el punto por el que entra el aire limpio y en la dirección en la que se eliminan las partículas. Si el flujo es vertical, el aire filtrado entra en la sala blanca desde arriba a través de un filtro situado en el techo y sale por el suelo, de manera que las partículas se eliminan por la acción de la fuerza de la gravedad, lo que mantiene el flujo de aire estable y uniforme. Si el flujo de aire es horizontal, el aire filtrado se desplaza lateralmente desde una pared que filtra hacia el lado opuesto. Esto comporta un mayor riesgo de que las partículas presentes en el flujo de aire sean arrastradas de una zona a otra.
Flujo turbulento y flujo laminar, ¿en qué se diferencian?
La diferencia entre un flujo laminar y un flujo turbulento es que el primero se desplaza en capas paralelas ordenadas y el segundo presenta remolinos. En el contexto de la tecnología de salas blancas, el flujo de aire laminar se denomina flujo de desplazamiento de baja turbulencia. El aire contaminado se desplaza en una dirección determinada y las partículas se eliminan sistemáticamente. Los flujos de desplazamiento de baja turbulencia se utilizan principalmente en salas blancas de las clases ISO 1 a 5. Por el contrario, un flujo de aire turbulento de dilución o mixto diluye el aire contaminado introduciendo aire filtrado no dirigido a una velocidad de flujo menor. Este tipo de flujo se utiliza en salas blancas de clases menos estrictas (ISO 6 a 8). El módulo de aprendizaje gratuito de la item Academy le ofrece la posibilidad de obtener una visión detallada del diseño de una sala blanca y de los distintos tipos de flujo.
¿Cuándo está indicado un flujo de aire laminar?
Un flujo de aire laminar siempre es una buena opción cuando se requiere el nivel máximo de ausencia de partículas, por ejemplo en la fabricación de semiconductores o productos farmacéuticos estériles, en quirófanos y en bancos de trabajo de flujo laminar.
¿Cómo se consigue un flujo de aire laminar en la práctica?
Para conseguir un flujo de aire laminar en una sala blanca es necesario partir de un filtro ULPA o HEPA, que elimina al menos el 99,97 % de todas las partículas presentes en el aire. Los sistemas de filtro ULPA y HEPA se instalan en el techo o en la pared. Unas láminas perforadas especiales garantizan que el aire filtrado presente un flujo uniforme y de baja turbulencia dentro de la sala limpia. Este flujo suele generarse mediante unidades de ventilador con filtro compactas (FFU por sus siglas en inglés). El aire contaminado se extrae a través de rejillas de evacuación. A continuación, se canaliza mediante un sistema de recirculación, se filtra de nuevo y se vuelve a introducir en la sala blanca.
¿Qué soluciones de flujo laminar ofrece item?
A partir de su sistema de construcción modular, item ofrece una diversas soluciones modulares para salas blancas que facilitan un flujo de desplazamiento laminar: desde unidades de ventilador con filtro y cajas de flujo laminar (como solución móvil o con banco de trabajo regulable en altura), hasta carpas para salas blancas (también conocidas como salas blancas de paredes blandas) y cabinas accesibles. Todas las soluciones se pueden ampliar añadiendo módulos para adaptarlas de manera flexible a necesidades específicas.
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Ejemplos de uso:
- Una unidad de ventilador con filtro genera un flujo de aire laminar en salas blancas.
- Una caja de flujo laminar genera un flujo de aire laminar que desplaza las partículas sistemáticamente.
flujo laminar
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Ejemplos de uso:
- El flujo laminar está especialmente indicado en procesos de producción sensibles, como la fabricación de semiconductores o en la industria farmacéutica.
- Una caja de flujo laminar genera un flujo de aire laminar que desplaza las partículas sistemáticamente.