Việc thiết kế và tính toán cho hệ thống xử lý không khí ở phòng sạch rất quan trọng. Chất lượng không khí đóng vai trò chủ chốt trong hầu hết các môi trường cần đến độ sạch cao. Khi thiết kế và điều hướng không khí trong các môi trường này thì không thể không nhắc đến các thuật ngữ về Air flow là gì? Laminar Air Flow và Turbulent Air flow, cùng khám phá qua nội dung sau.
1. Laminar Flow và Turbulent Flow
Laminar Flow được dịch là “dòng chảy tầng” hay còn gọi là dòng chảy đẳng hướng hoặc dòng chảy nhiều lớp, là khái niệm mô tả dòng chảy (của khí hoặc chất lỏng) theo từng tầng (lớp), mà các lớp đó di chuyển song song với nhau, không có sự hỗn loạn hoặc chồng lấn (xem hình minh họa bên dưới).
Trong Laminar Flow, tốc độ chất lỏng hoặc khí ở mỗi điểm trong dòng chảy là như nhau và không thay đổi theo thời gian. Laminar Flow thường được nhìn thấy trong các ống dẫn chất lỏng hoặc khí có đường kính nhỏ và ở tốc độ thấp. Ngược lại, khi tốc độ dòng chảy tăng lên, dòng chảy sẽ trở nên không đẳng hướng và xảy ra hỗn loạn, chồng lấn, được gọi là Turbulent Flow.
Việc điều hướng dòng vật chất theo từng lớp – từng tầng trong một không gian nhất định với hướng di chuyển và vận tốc không đổi là định nghĩa cho Laminar Flow. Ở loại hình thái này, chất lỏng hoặc khí có tính ổn định và dễ kiểm soát hơn so với dòng chảy bình thường có tính không đều.
2. Air Flow là gì? Tổng quan về Air Flow (Dòng Chảy Không Khí)
Air flow, hay dòng chảy không khí, là thuật ngữ nhắc đến sự chuyển động của không khí từ vùng này sang vùng khác. Nó đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ thông gió và điều hòa không khí trong các tòa nhà cho đến các quy trình công nghiệp, phòng sạch phức tạp và thậm chí cả khí tượng học và lĩnh vực hàng không.
Trong lĩnh vực phòng sạch, Laminar Air Flow (dòng chảy tầng, dòng chảy đẳng hướng của không khí) là thuật ngữ để miêu tả trạng thái dòng chảy của khí, trong đó dòng khí di chuyển trong một mặt phẳng duy nhất, các phần tử của không khí di chuyển song song với nhau, tạo thành một dòng chảy đồng nhất và không có sự chồng chéo. Ngược lại Turbulent Air Flow để chỉ dòng việc điều hướng không khí theo dòng chảy hỗn loạn.
Laminar Air Flow là gì?
Trong lĩnh vực phòng sạch, Laminar Air Flow (LAF) là một phương pháp kiểm soát và duy trì môi trường không khí sạch. Dòng khí được kiểm soát theo cách tạo thành dòng chảy tầng giúp giảm thiểu sự tương tác giữa các hạt bụi, vi khuẩn có thể gây hại cho môi trường sạch. Phòng sạch sử dụng dòng chảy tầng thường được gọi là Phòng sạch luồng không khí một chiều.
Laminar Air Flow được tạo ra bằng cách nào?
Đầu tiên, không khí được xử lý thông qua bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air filter) để loại bỏ các hạt bụi và các tác nhân độc hại khác. Sau đó, không khí được thổi qua các ống thông gió hoặc vòi phun có cấu tạo đặc biệt để tạo ra dòng khí đẳng hướng. Dòng khí này sẽ được duy trì ở tốc độ thấp và không đổi, di chuyển từ trần xuống sàn hoặc từ một phía cố định.
Laminar air flow giúp giảm thiểu sự hiện diện của bụi và vi khuẩn, đảm bảo môi trường sạch và an toàn cho các quy trình sản xuất, nghiên cứu hoặc chẩn đoán y tế. Laminar Flow được CDC Hòa Kỳ nghiên cứu và phát triển từ 1960. Đến nay, phương pháp này vẫn phù hợp và được ứng dụng rất nhiều ở các cơ sở như: phòng thí nghiệm, nuôi cấy, phẫu thuật, bệnh nhân, thực phẩm…
Turbulent Air Flow | Dòng chảy rối
- Đặc điểm: Không khí di chuyển theo nhiều hướng khác nhau, có sự xáo trộn và xoáy.
- Ưu điểm: Phân phối không khí đồng đều hơn trong toàn bộ phòng, tiết kiệm năng lượng hơn so với dòng chảy tầng.
- Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các phòng sạch lớn hơn, nơi yêu cầu kiểm soát ô nhiễm ít nghiêm ngặt hơn, như phòng thay đồ, phòng chuẩn bị vật liệu.
Dòng chảy rối là một loại dòng chảy đặc trưng bởi sự biến hóa hướng một cách hỗn loạn, phức tạp. Điều này gồm có sự biến hóa nhanh của áp suất và tốc độ dòng chảy trong khoảng không và thời gian nhất định. Dòng không khí sẽ không đi theo hướng đơn cử mà sẽ chảy một cách hỗn loạn trong môi trường tự nhiên.
3. Tầm quan trọng của Air Flow trong Phòng Sạch và lọc khí
Ngày nay, rất nhiều cơ sở cần đến môi trường phòng sạch, nhất là những nơi cần đảm bảo chất lượng không khí. Việc ứng dụng Laminar Flow vào phòng sạch là phương pháp cơ bản và phổ biến nhất để mang lại hiệu quả về các công tác như: đảm bảo vô trùng, tránh nhiễm chéo, ngăn ngừa ô nhiễm không khí, xử lý khí thải – khí cấp. Ở những cơ sở này
LAF – Laminar Air Flow được ứng dụng rất nhiều trong phòng sạch, tạo ra những môi trường phòng sạch riêng cho các quy trình sản xuất yêu cầu cao về độ sạch.
Phòng sạch duy trì độ sạch bằng cách sử dụng mạng lưới các hệ thống lọc không khí. Cách thông dụng là dùng các bộ lọc HEPA hoặc ULPA. Các bộ lọc này có thể lọc khoảng chừng 99.9% toàn bộ những vi hạt có trong không khí. Thông qua cách vận dụng kỹ thuật dòng chảy một chiều, dòng chảy tầng hoặc dòng chảy rối để đưa không khí bên ngoài vào môi trường phòng sạch.
Vai trò của việc điều hướng không khí với môi trường cấp sạch
- Loại bỏ các hạt gây ô nhiễm: Dòng chảy không khí có vai trò chủ chốt trong việc cuốn trôi và loại bỏ các hạt bụi, vi khuẩn, nấm mốc và các chất gây ô nhiễm khác ra khỏi khu vực làm việc. Bảo vệ chất lượng sản phẩm, nguy cơ ô nhiễm, nhiễm chéo.
- Air-flow đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra và duy trì sự chênh lệch áp suất.
- Hỗ trợ hệ thống lọc khí.
- Đảm bảo phân phối nhiệt độ và độ ẩm đồng đều.
- Trong một số phòng sạch, Air Flow được sử dụng để kiểm soát và loại bỏ các khí độc hại hoặc hơi hóa chất, bảo vệ sức khỏe của người lao động.
LAF và các thiết bị hộp lọc, màng lọc sử dụng trong phòng sạch
Có rất nhiều thiết bị trong phòng sạch cần sử dụng đến dòng chảy tầng để tạo ra một môi trường sạch cục bộ nhằm xử lý các hoạt động cần độ sạch cao mà không tốn quá nhiều chi phí để xây dựng một phòng sạch. Các thiết bị tạo dòng chảy tầng thường được làm bằng thép không gỉ hoặc các vật liệu không bám bụi khác để đảm bảo số lượng các hạt đi vào phòng sạch ở mức thấp. Một số thiết bị ứng dụng dòng chảy tầng như Clean Bench, Tủ nuôi cấy vi sinh, Clean Booth, …
Xem thêm: Clean Bench – Bàn làm việc phòng sạch là gì?
