اعتبار سنجي مدل شبيه سازي الگوي جريان هوا در اتاق هاي پاك: مطالعه موردي در صنعت دارويي

Validation of model simulations of air flow in cleanrooms: Case of a pharmaceutical industry

مقدمه: در اتاق پاك غلظت ذرات هوابرد تحت كنترل مي‌باشد و نقش مهمي در توليد داروها و محصولات با تكنولوژي بالا دارد. الگوي جريان هوا يكي از پارامترهاي مهم و موثر در غلظت ذرات و توزيع آلودگي درون اتاق هاي پاك مي باشد، بنابراين الگوسازي دقيق جريان هوا درون اتاق هاي پاك حائز اهميت مي باشد. بنابراين در اين مطالعه ارزيابي و شبيه سازي الگوي جريان هوا در اتاق هاي پاك مورد بررسي قرار گرفت. روش بررسي : مطالعه حاضر يك پژوهش تجربي-كاربردي مي باشد كه در سال 1394 در يك صنعت دارويي انجام شد. روش انجام كار در اين مطالعه بررسي تعيين الگوي جريان هوا در اتاق پاك مي باشد. در اين مطالعه 3 اتاق پاك مربوط به 3 كلاس پاكيزگي B ، C و D مورد بررسي قرار گرفت . سپس شبيه سازي الگوي جريان، تعيين بردارهاي سرعت در اتاق پاك توسط تكنيك CFD مي باشد. يافته ها : يافته هاي اين مطالعه نشان داد كه سرعت جريان هوا اندازه گيري شده در مدل تجربي ، در فواصل افقي و عمودي مختلف با سرعت هاي جريان هوا پيش بيني شده توسط نرم افزار فلوئنت در شرايط مشابه و در فواصل يكسان بسيار نزديك به هم مي باشد. هم چنين كانتورهاي سرعت جريان هوا براي 3 كلاس پاكيزگي تعيين گرديد. بعلاوه، نتايج سنجش غلظت ذرات در اتاق هاي پاك نشان مي دهد كه ميانگين تراكم آلودگي ذرات در سه كلاس پاكيزگي از حد مجاز استاندارد پايين تر بود. نتيجه گيري : اين مطالعه نشان داد كه مدل آشفتگي RNG K-ℇ مناسب ترين مدل براي شبيه سازي الگوي جريان هوا در اتاق پاك مي باشد . هم چنين وجود ابزار و تجهيزات موجود در اتاق پاك بر الگوي جريان هوا و در نهايت بر راندمان حذف ذرات در اتاق پاك تاثير مي گذارد.

Background and aims: The concentration of airborne particles is under the control because of an important role in the production of drugs and high-tech products. Air flow pattern in the cleanroom is one of the important parameters of particle concentration and distribution of air pollution and need to be accurately modeled. Therefore in this study, evaluation and simulation of air flow patterns was investigated in cleanroom. Methods: This study is an experimental and applied research, which was conducted in 2015 within a pharmaceutical industry. This study was to determine the air flow pattern in cleanroom. In this study, 3 clean room with 3 cleanliness classes B, C and D were studied. Then, the air flow pattern in the clean room, to determine the velocity vectors were simulated by computational fluid dynamics techniques (CFD). Results: The findings of this study showed that air flow rate measured in experimental models with air flow rates predicted by CFD software under the same conditions and at the same spacing are very close to each other. Also airflow velocity contours for 3 the cleanliness class were determined. In addition, the results of measuring particle concentration in clean rooms shows the mean concentration of particulate contamination in three classes’ cleanliness, were lower than limit of the standard ISO 14644. Conclusion: This study showed that RNG K-ℇ turbulence model was the most appropriate model to simulate air flow pattern in the cleanroom. Moreover equipment and tools in a cleanroom affected on the pattern of air flow and ultimately the particle removal efficiency.