Dimensjonene for vortex-sonen (VZ) i ekstraksjonshoder varierer betydelig avhengig av flensens vinkling (α) og avstanden fra det omkringliggende planet (s). Når flensen er tiltet, kan det dannes flere vortex-soner i strømmen, som igjen påvirker ventilasjonens effektivitet. Det er viktig å forstå hvordan disse dimensjonene bestemmes og hvilke faktorer som spiller inn på deres utvikling. I dette kapittelet ser vi nærmere på hvordan VZ-dimensjonene endres under ulike forhold.

For å bestemme VZ-dimensjonene, brukes avanserte verktøy som Advanced Grapher, som tillater nøyaktige beregninger av strømningens forløp rundt flensen og dens tilknytning til røret. VZ-dimensjonene blir presentert som funksjoner av flensens tilt vinkel (α) og lengden på flensen (d). Typisk er det to hovedsoner: den første vortex-sonen (1VZ), som dannes når strømmen bryter av skarpe kanter på flensen, og den andre vortex-sonen (2VZ), som oppstår ved tilknytningen av flensen til røret.

I praksis kan disse sonene overlappe, og i enkelte tilfeller kan den andre vortex-sonen være så liten at den ikke er relevant, eller til og med helt fraværende, avhengig av designet på ekstraksjonshodet. Denne effekten er spesielt merkbar når flensens vinkel er liten eller når flensen er veldig kort. I figurer som 6.20–6.22 kan vi se hvordan VZ-konfigurasjonene utvikler seg for ulike flenselengder (d = 0.5R, 1.5R, 2.5R) og for vinkler på 30°, 60°, og 90°.

Når avstanden mellom hodet og planet økes, endres også hastighetsfordelingen på inngangen til ekstraksjonshodet. Ved kortere avstander (s ≤ 1) vil den vertikale komponenten av hastigheten dominere, og 1VZ blir mer uttalt. Dette skjer særlig ved små vinkler som 30° og 60°. Når avstanden økes ytterligere, vil horisontale hastighetskomponenter få mer innvirkning, og 1VZ vil utvide seg, mens 2VZ blir smalere og mer ubetydelig.

En annen viktig observasjon er at når avstanden s blir stor nok (s ≥ 3), vil påvirkningen fra planet på vortex-sone dimensjonene nesten være ubetydelig. I dette tilfellet vil dimensjonene for den første vortex-sonen være nesten identiske med de som ville blitt observert uten påvirkningen fra planet. Dette gir en pekepinn om hvor mye planet faktisk påvirker strømningen, og hvordan denne effekten avtar med økende avstand.

Figurene 6.24–6.29 gir flere detaljerte grafer som viser forholdet mellom de karakteristiske dimensjonene for vortex-sonene og avstanden fra planet. Dette inkluderer målinger av lengdene (a, b, l) av 1VZ, samt den effektive suge-radiusen (R), som alle endres med avstanden s. Når avstanden øker, vil lengden på 1VZ (målt som a) vanligvis minke, spesielt for korte flenser. For lengre flenser og større vinkler (α = 60°, d ≥ 2.5) ser vi en økning i vertikal hastighet nær flensens kant, noe som resulterer i at vortex-sonen utvider seg.

VZ-dimensjonene gir en viktig indikasjon på hvordan strømningen rundt ekstraksjonshodet kan optimaliseres for å oppnå bedre ventilasjon. Å forstå hvordan disse dimensjonene endres i forhold til flensens design og avstanden fra planet er essensielt for å kunne konstruere effektive ekstraksjonssystemer som både fanger opp luft og reduserer energitap.

Når det gjelder design av ekstraksjonshoder, er det viktig å merke seg at ikke alle hoder vil følge de samme mønstrene. Noen design vil føre til at vortex-sonene smelter sammen til en enkelt sone, mens andre design kan vise mer kompleks oppførsel. Å forstå hvordan ulike designvalg påvirker vortex-sone-dimensjonene gjør det mulig å tilpasse systemet for å møte spesifikke krav.

I tillegg til å studere hvordan disse dimensjonene varierer med avstanden, bør man også vurdere hvordan de påvirker luftstrømningens effekt på systemet som helhet. For eksempel, ved kortere avstander fra planet, kan det være nødvendig å justere utformingen av ekstraksjonshodet for å unngå ineffektive strømninger som kan føre til redusert effektivitet.

Hvordan oppnå effektiv støvoppsamling ved manuell og mekanisert neglebehandling

Støvkonsentrasjoner i arbeidsmiljøer, spesielt i skjønnhetssalonger hvor neglebehandling utføres, kan utgjøre en betydelig helsefare for både arbeidstakere og kunder. De maksimalt tillatte konsentrasjonene av støvpartikler, angitt i henhold til OSHA PEL (15 mg/m³) og ACGIH TLV (10 mg/m³), viser at nivåene av støv i slike arbeidsmiljøer ofte overskrider de fastsatte grensene. Dette er spesielt relevant for manuell behandling, som innebærer sliping av negler med fil, og mekanisert behandling som benytter elektriske verktøy.

Analyser av støvpartikkelstørrelse viser at partikler mindre enn 10 µm, som er spesielt farlige for luftveiene, utgjør en svært liten del av det frigjorte støvet (mindre enn 5% ved manuell behandling). Derimot kan en stor del av støvet komme fra grovere slipemidler, som kan frigjøre partikler større enn 100 µm. For mekanisert behandling blir derimot mye finere støv sluppet ut, med partikler under 10 µm som ikke overstiger 0,5%.

Det er derfor nødvendig å installere effektive ventilasjonssystemer som kan fange opp disse forurensningene så nært kilden som mulig. Dette er spesielt viktig for å hindre at støvet sprer seg i rommet, og dermed beskytte både arbeidstakerne og kundene. Lokale ventilasjonssystemer kan imidlertid være kostbare både i energi og økonomi, så det er viktig å optimalisere energieffektiviteten i designet av slike utsugningssystemer.

Når det gjelder selve designet av utsugningssystemer, viser beregninger at en lateral utsugning, som er plassert parallelt med kilden til støvet, er langt mer effektiv enn en vertikal. Dette skyldes at støvstrømmen fra et roterende elektrisk verktøy som en elektrisk neglefil beveger seg horisontalt, og en lateral ventilasjon kan fange opp partikler bedre uten å forstyrre utsikten til operatøren.

Simuleringer og beregninger av partikkelbaner har avdekket flere interessante funn. Jo høyere utsugningshastigheten er, desto mer effektiv blir støvoppsamlingen, og jo større blir rekkevidden for hvilke partikler som kan fanges opp. Støvpartiklenes terminalhastighet (den hastigheten partikkelen har når den slutter å akselerere på grunn av luftmotstand) spiller en avgjørende rolle for hvor effektivt støvet kan fanges. Partikler med høyere terminalhastighet krever en høyere utsugningshastighet for å bli fanget innen en gitt avstand fra utsugningen.

Videre viser dataene at for manuell neglebehandling, når partikkelens flukt-hastighet er nær null, er det mest effektivt å plassere utsugningssystemet så nært kilden som mulig. Beregningene viser at en utsugning med en flenslengde på 2–4 ganger utsugningens radius er tilstrekkelig for å sikre effektiv støvoppsamling. For mekanisert behandling, hvor den innledende hastigheten til støvpartiklene kan være høyere, er det også viktig å justere systemets utforming for å ta hensyn til disse høyere hastighetene.

Beregningene tar også høyde for hvordan partikkelens bane kan påvirkes av vinkelen på støvpartikkelen i forhold til utsugningens retning. Det er identifisert at støvpartikler med en vinkel på 130°–180° i forhold til horisonten er mest sannsynlige å bli fanget av et lateral utsugningssystem. Dette understreker viktigheten av å plassere utsugningssystemet riktig for å sikre at det er mest mulig i linje med de typiske retningene støvet beveger seg.

For effektiv støvoppsamling i skjønnhetssalonger, er det viktig å ikke bare stole på ventilasjonens evne til å fange opp støvet, men også på hvordan systemet er designet i forhold til de spesifikke arbeidsforholdene. I tillegg til selve designet av ventilasjonssystemet, bør det tas hensyn til valg av verktøy og arbeidsmetoder som kan redusere støvproduksjonen. For eksempel kan valg av finere slipemidler og mekaniske verktøy med lavere hastigheter bidra til å minimere støvutslippene.

Sluttresultatet av simuleringene gir en klar indikasjon på at for både manuell og mekanisk neglebehandling, er det essensielt å ha et tilpasset og effektivt ventilasjonssystem. Dette vil ikke bare beskytte helsen til de som arbeider i slike miljøer, men også bidra til et bedre innemiljø for kunder og ansatte.

Hvordan Vurdere og Tilpasse Gjenbruk av Programvare i Utviklingsprosessen
Hvordan AI og menneskelig kreativitet former fremtidens programmering
Hvordan Blockchain Teknologi Påvirker Ansvarlighet, Dataintegritet og Personvern