Mutfak davlumbazı, endüstriyel duman çekicisi ya da laboratuvar çekerocağı — hepsinde soru aynıdır: kirletici kaynaktan çıkıp ortama karışmadan yakalanabiliyor mu?
Emiş menzili çok kısadır
Akışkanlar mekaniğinin temel bir asimetrisi: üfleme jeti uzağa gider, emiş ise gitmez. Bir emiş ağzının etki alanı hızla zayıflar — ağız çapının birkaç katı mesafede emiş hızı ihmal edilebilir düzeye iner.
Pratik sonuç: kaynağı emiş ağzına yaklaştırmak, debiyi artırmaktan çok daha etkilidir. Davlumbazı 10 cm alçaltmak, fanı bir kademe büyütmekten iyi sonuç verir.
Yükselen ısıl pluma binmek
Sıcak bir kaynağın üzerinde yükselen bir ısıl plum vardır ve bu plum kirleticiyi zaten yukarı taşır. İyi bir davlumbaz tasarımı, bu plumu karşılamaya çalışır — ona karşı çalışmaya değil.
Plumun debisi yükseldikçe artar (çevresinden hava sürükler). Davlumbaz yüksekteyse, yakalanması gereken debi de büyür. Bu, yükseklik ile gerekli debi arasındaki asıl bağdır. Bkz. doğal taşınım notu.
Asıl düşman: çapraz akış
Yakalama verimini en çok bozan şey debi eksikliği değil, yandan gelen hava hareketidir: açık kapı, yakındaki bir besleme difüzörü, geçen bir kişi, pencere. Küçük bir yanal hız, yükselen plumu davlumbazın dışına eğmeye yeter.
Bu yüzden davlumbaz analizinde modelin sınırı davlumbazın kendisi olamaz; besleme havasının nereden geldiği ve odadaki genel akış deseni modele girmelidir.
Modelleme
Kirleticiyi izleyin. Yakalama verimi, kaynaktan salınan bir iz sürücünün (skaler ya da parçacık) ne kadarının egzozdan çıktığıyla ölçülür — hız alanına bakarak göz kararı değerlendirme yanıltır.
Zamana bağlı senaryolar. Kapı açılması ve kişi hareketi geçici olaylardır ve en kötü durumu üretirler. Bkz. hareketli sınırlar notu.
Kaynaklar
- ISO 14644-1:2015. Cleanrooms and associated controlled environments — Part 1: Classification of air cleanliness by particle concentration. ISO, Geneva.
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4