Probenahme von Bioaerosolen an aktiven Flächenquellen : Optimierung der Dimensionen einer Messhaube mithilfe der numerischen Strömungssimulation

Clauß, Marcus GND; Linke, Stefan GND; Stolz, Hannes GND; Hinz, Torsten GND

Mithilfe der numerischen Strömungssimulation wurden unterschiedliche Messhaubenkonfigurationen für die Probenahme von Bioaerosolen auf einem mit Luft durchströmten porösen Medium als simulierte Filterfläche evaluiert. Feste Randparameter waren eine quadratische Grundfläche A = 1 m? und ein Messrohrdurchmesser d< 0,35 m. Veränderliche Parameter waren Winkel der Haube (a), Länge (L) der Messstrecke und eine aktive Absaugung bzw.passive Durchströmung. Sowohl der Winkel als auch die Absaugung/Durchströmung hatten einen großen Einfluss auf das Geschwindigkeitsprofil im Messrohr sowie auf den durch die Haube aufgebauten Druckwiderstand. Die Messrohrlänge hatte dagegen kaum Einfluss. Von den getesteten Varianten waren die Geometrie «> 45° und L = 6 d in Kombination mit einer aktiven Absaugung am günstigsten. Die Einsatzgrenze des untersuchten Systems lag bei ca. 0,78 m/s Luftaustrittsgeschwindigkeit aus der Filterfläche. Bei höheren Geschwindigkeiten sollte auf Hauben mit kleinerer Grundfläche zurückgegriffen werden.

Different variations of a measuring hood for bioaerosols onto a porous medium that is used as a virtual filter and flowed through by air were optimized by means of computationalfluid dynamics. Parameters that were kept constant were a square base area with A=1 m? and a diameter of the measurement section of d< 0.35 m. Parameters that were varied were the angle («) of the hood, the length (£) of the measurement section and anactive or passive exhaustion. Both the angle of the hood and the kind of exhaustion strongly affected the air velocity profile in the measurement section as well as the pressure drag. In contrast, the length of the sampling tube had only little influence. Out of the variations that were tested, the geometry witho 245° and L=6d in combination with an active exhaustion were most suitable. The limitations of use of the evaluated systems were at 0.78 m/s exit air velocity out of the filter. At higher exit air velocities hoods with smaller base area should be used.

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Clauß, Marcus / Linke, Stefan / Stolz, Hannes / et al: Probenahme von Bioaerosolen an aktiven Flächenquellen : Optimierung der Dimensionen einer Messhaube mithilfe der numerischen Strömungssimulation. 2013.

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