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ISO14644-3风速场三维建模仿真

检测项目

风速场基本特性检测:

  • 风速均匀性:送风口截面风速变异系数(Cv)≤15%(参照ISO14644-3:2021)
  • 气流方向偏差:工作区气流与设计方向夹角≤10°(测量精度±1°)
  • 边界层厚度:离壁面0.15m内风速衰减率≥50%(风速梯度≤0.5m/s/m)
送回风系统性能检测:
  • 送风口风速分布:径向风速梯度≤0.5m/s/m(中心风速偏差±10%)
  • 回风口吸入速度:中心风速≥0.4m/s(边缘风速衰减率≤20%)
  • 风道出风均匀性:支管风速偏差±10%(主风道静压波动≤5Pa)
污染物扩散模拟:
  • 颗粒追踪:粒径0.5μm颗粒停留时间≤30s(气流组织效率≥95%)
  • 浓度分布:工作区污染物浓度≤0.1mg/m³(稳态模拟误差±5%)
  • 污染物排除效率:换气次数≥15次/h(动态响应时间≤10min)
三维流场可视化检测:
  • 流线轨迹:主气流流线偏差≤5°(PIV测量分辨率0.1mm)
  • 涡流识别:回流区体积≤工作区体积1%(CFD模拟误差±8%)
  • 风幕效果:隔离区风速≥0.5m/s(风幕厚度≤0.2m)
动态响应特性检测:
  • 启动时间:风机启动至风速稳定时间≤2min(波动幅度±5%)
  • 负载变化响应:设备开启后风速偏差≤8%(恢复时间≤30s)
  • 停机衰减:停机后工作区风速降至0.1m/s时间≤5min(衰减速率≥0.02m/s/min)
围护结构影响检测:
  • 壁面粗糙度影响:风速沿壁面衰减率偏差±10%(粗糙度Ra≤1.6μm)
  • 门窗泄漏影响:泄漏风速≤0.2m/s(压差≤10Pa)
  • 吊顶送风口布置:风口间距偏差±100mm(风速均匀性Cv≤12%)
设备干扰分析:
  • 产线设备遮挡:遮挡区域风速降低率≤20%(气流绕流角度≤15°)
  • 风机振动影响:风速波动幅度≤0.05m/s(振动频率≤10Hz)
  • 空调机组送风稳定性:送风温度波动±0.5℃(风速偏差±5%)
人员活动影响检测:
  • 人员走动扰动:周边0.5m范围内风速波动≤0.2m/s(恢复时间≤10s)
  • 人员站位影响:工作区风速偏差≤10%(站位与风口距离≥1.5m)
  • 人员服装影响:服装纤维脱落量≤1000根/m³(气流携带率≤5%)
过滤系统性能耦合检测:
  • 过滤器阻力影响:初阻力≤150Pa(终阻力≤300Pa,风速偏差±8%)
  • 过滤效率与风速关联性:0.3μm颗粒过滤效率≥99.97%(风速0.45m/s时)
  • 过滤器安装泄漏:泄漏率≤0.1%(扫描法检测风速≥0.5m/s)
温湿度耦合影响检测:
  • 温度梯度影响:垂直方向温度差≤0.5℃/m(风速偏差±5%)
  • 湿度对风速的影响:相对湿度60%时风速偏差≤3%(冷凝水生成量≤0.1g/m³)
  • 温湿度场协同性:工作区温湿度分布均匀性≥90%(风速波动±0.05m/s)

检测范围

1.医药洁净室:涵盖GMPClassA/B级洁净区,重点检测关键操作区(如灌装线、冻干机周边)风速场稳定性及污染物扩散路径

2.半导体洁净室:10-100级晶圆制造车间,侧重光刻机、蚀刻机等高精度设备周边微环境风速均匀性与气流方向一致性

3.食品加工洁净室:HACCP认证车间,关注冷却区、包装区气流方向对产品微生物污染的控制及人员活动扰动影响

4.生物安全实验室:BSL-3/4级实验室,重点检测负压梯度下的气流泄漏模拟与污染区隔离效果(如核心操作区风速≥0.3m/s)

5.电子洁净厂房:LCD面板、光伏电池生产车间,侧重无尘室顶棚送风口风幕形成效果与设备遮挡区域风速补偿(风幕厚度≤0.2m)

6.医院手术室:层流手术室,关注手术台上方垂直气流的均匀性(风速0.2-0.3m/s)与沉降速度(≤0.05m/s)

7.航天洁净车间:卫星组件、火箭发动机装配车间,重点检测高精度设备周边的微振动与风速关联性(振动频率≤10Hz时风速波动≤0.05m/s)

8.制药配液车间:大输液、冻干粉针生产洁净区,侧重配液罐上方气流的污染物携带能力(颗粒停留时间≤20s)与浓度分布(≤0.05mg/m³)

9.化妆品生产洁净室:无菌灌装车间,关注灌装机针头周边的风速分布(偏差±10%)与人员站位对气流的影响(偏差≤8%)

10.新能源电池洁净车间:锂电池正极材料、电芯组装车间,重点检测干燥房内气流对材料水分含量的影响(水分含量≤0.005%时风速偏差≤5%)

检测方法

国际标准:

  • ISO14644-3:2021洁净室及相关受控环境—第3部分:检测方法(侧重三维风速场数值模拟与实验验证结合,规定网格独立性验证与边界条件设置要求)
  • ISO16940:2018洁净室气流可视化检测(规定PIV、烟雾法等流场可视化技术的空间分辨率(≥0.1mm)与帧速率(≥100fps)要求)
  • ISO14698-1:2003生物洁净室及相关受控环境—第1部分:一般要求(涉及微生物污染与风速场的关联性检测,如菌落形成单位(CFU)与风速的相关性分析)
国家标准:
  • GB/T25915.3-2010洁净室及相关受控环境—第3部分:检测方法(强调现场测试的重复性与精度要求,如风速测量精度±1%、数据统计采用算术平均值法)
  • GB/T16292-2010医药工业洁净室(区)悬浮粒子的测试方法(规定粒子计数与风速场的同步检测流程,如每点采样时间≥1min、风速测量与粒子计数间隔≤30s)
  • GB50073-2013洁净厂房设计规范(涉及风速场设计参数的验证方法,如送风口风速偏差±10%、回风口风速均匀性Cv≤15%)
(国际标准ISO14644-3更注重数值模拟的物理模型准确性(如湍流模型选择),而国家标准GB/T25915.3更侧重现场测试设备的校准(如风速仪需经TSI4140校准)与数据可靠性;ISO16940强调流场可视化的动态特性捕捉,GB/T16292则关注粒子浓度与风速的定量相关性(如R²≥0.9))

检测设备

1.三维风速仪:TSI9545-A型(测量范围0.01-30m/s,精度±1%,支持实时三维风速矢量输出(X/Y/Z轴))

2.粒子图像velocimetry(PIV)系统:LaVisionFlowMaster(空间分辨率0.1mm,帧速率1000fps,支持复杂流场的三维重构(如送风口射流轨迹))

3.数值模拟软件:ANSYSFluent(版本2023R2,支持雷诺应力模型(RSM)、大涡模拟(LES)等湍流模型,网格处理能力≥1亿网格)

4.热线风速仪:DantecDynamicsStreamLine(响应时间≤1ms,适合动态风速波动检测(如风机启动时风速变化))

5.激光多普勒测速仪(LDV):TSI1000Series(测量精度±0.5%,非接触式测量避免流场干扰(如小尺寸送风口风速检测))

6.气流可视化系统:SmokeGeneratorSG-100(烟雾颗粒直径0.5-10μm,生成量1-10L/min,适合低速流场显示(如层流手术室气流轨迹))

7.数据采集系统:NICompactDAQ(8通道模拟输入,采样频率100kHz,支持同步采集风速、温度、压力数据(时间戳误差≤1ms))

8.压力传感器:Setra265(测量范围-1000至+1000Pa,精度±0.1%,用于风道静压与房间压差检测(如生物安全实验室负压验证))

9.温湿度记录仪:Testo445(温度测量范围-20至+70℃,精度±0.1℃;湿度测量范围0至100%RH,精度±0.5%RH,用于温湿度与风速耦合影响检测)

10.风洞实验装置:自制低速风洞(截面尺寸2m×2m,风速范围0.1-5m/s,湍流强度≤0.5%,用于洁净室模型(1:5缩放)的风速场验证)

11.高速摄像机:PhantomV2512(分辨率1280×800,帧速率2000fps,配合PIV系统实现流场动态分析(如涡流生成与消散过程))

12.CFD前置处理软件:ICEMCFD(版本2023,支持结构化/非结构化网格划分,复杂几何模型(如制药配液罐)处理能力≥1000万网格)

13.风速校准装置:TSI4140(校准范围0.05-30m/s,精度±0.5%,用于现场风速仪的定期校准(每年至少1次))

14.多通道风速记录仪:Kanomax3888(8通道,采样间隔1s,存储容量10万组数据,适合长期监测(如半导体洁净室月度风速稳定性分析))

15.气流方向传感器:OmegaFMA-1600(测量范围0-360°,精度±1°,输出模拟信号0-5V,用于气流方向实时检测(如医院手术室送风方向验证))

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

ISO14644-3风速场三维建模仿真
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。