Mit immer steigenden Anforderungen an Sicherheit und Effizienz stellt der sichere Betrieb eines Labors eine herausfordernde Aufgabe dar. Besonders die Luftführung, mit der die notwendige Sicherheit, kombiniert mit einer Minimierung an Abluft, erreicht werden soll, gestaltet sich sehr komplex. Um dieser Herausforderung Herr zu werden, liefert die Prognose des Strömungsbilds eine passende Lösung. Mit der Möglichkeit der Strömungsvisualisierung ermöglicht die Computational Fluid Dynamics (CFD) einen detaillierten Einblick in das Strömungsbild eines Labors.
Die numerische Berechnung zeigt ihr Potential zum einen in der Planungsphase und zum anderen für Erklärungen bei Problemen in bestehenden Laboren. In der Planungsphase eines neuen Labors zeigt die CFD mögliche Schwierigkeiten auf und vermittelt ein Verständnis für das Strömungsbild in einem Labor. Dagegen stellt die CFD Lösungen für auftretende Probleme in bestehenden Laboren bereit und liefert Verbesserungsvorschläge.
In beiden Fällen entwickelt die Simulation erst in Zusammenarbeit mit Messungen ihr ganzes Potential. Dieses kombinierte Strömungsmechanik-Wissen führt zu optimalen Ergebnissen.
Eine besondere Anforderung in Laboren ist die Sicherheit von Laborabzügen. Unter allen Umständen muss gewährleistet werden, dass kein Schadgas den Laborabzug verlassen kann. Mit Hilfe der Simulation kann die Gasverteilung in einem Laborabzug gemäß dem European standard EN 14175 untersucht werden. Die Vorteile des Einsatzes von CFD sind zum einen die Möglichkeit, die Gasströmung mit allen Ursachen eines möglichen Gasausbruchs zu visualisieren, und zum anderen die Möglichkeit detaillierter Einblicke in alle ent-scheidenden Bereiche.
Einer der entscheidenden Parameter in allen Laboren ist die Temperatur der Zuluft. Kleinste Änderungen der Zuluft können unerwartete Probleme und ungewollte Effekte erzeugen. Die Simulation ist hierbei in der Lage, den Effekt zwischen isothermen Verhältnissen und dem Zustand mit kälterer Zuluft anschaulich darzustellen. Die Erkenntnis, dass nur wenige Grad Temperaturdifferenz einen Ausbruch an Schadgas verursachen können, wird durch die numerischen Methoden verdeutlicht, genauso wie das Finden der optimalen Einstellungen, um ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten.
Strömungsbild vor einem Laborabzug (isotherm links, kältere Zuluft rechts).
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