بررسي تجربي رفتار آكوستيك و حرارتي پنل هاي دوستدار محيط زيست متشكل از ضايعات ماسك هاي صورت يكبار صورت

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

توسعه صنعتي و تكنولوژي صنايع و كلان‌شهرها مضاف بر رشد بي‌رويه جمعيت، طيف وسيعي از مشكلات زيست‌محيطي همچون آلودگي‌ صوتي، انتشار گازهاي گلخانه‌اي و توليد زباله¬هاي شهري و صنعتي را به همراه داشته است. آلودگي صوتي پس از آلودگي هوا دومين عامل زيست¬محيطي تهديدكننده سلامت انسان در جهان است. مواجهه با سطوح زيان‌بار صوت علاوه بر افت شنوايي، تغييرات فيزيولوژيكي متعددي همچون افزايش ريسك حملات قلبي و استرس را به همراه دارد. از سوي ديگر، انتشار گازهاي گلخانه‌اي ناشي از مصرف انرژي‌هاي فسيلي، عامل مهمي در گرمايش جهاني و تغييرات آب و هوايي است. استفاده از مواد متخلخل اليافي به‌عنوان جاذب‌هاي صوتي و عايق‌هاي حرارتي يكي از متداول‌ترين روش‌هاي كاهش آلودگي صوتي و مصرف انرژي در ساختمان‌ها است. از طرف ديگر، استفاده از ماسك‌هاي يك‌بارمصرف در طي همه‌گيري COVID-19 به طرز چشمگيري افزايش يافته است. رها شدن اين ماسك‌ها در طبيعت به يك معضل جدي زيست‌محيطي تبديل شده است. هدف از اين مطالعه، طراحي، ساخت و بهينه‌سازي پنل¬هاي ساخته‌شده از ضايعات ماسك‌هاي يك‌بارمصرف با كاربرد جاذب صوت و عايق حرارت است. به اين منظور، ضايعات ماسك پس از تهيه با استفاده از ماشين گارنت به فرم توده اليافي تبديل شدند. الياف بازشده پس از اختلاط با سريش، مطابق طرح آزمايش مبتني بر رويكرد RSM-CCD در پنج ضخامت (10، 15، 20، 25 و 30 ميلي¬متر)، چگالي (100، 150، 200، 250 و 300 كيلوگرم بر مترمكعب) و درصد مختلف تركيب ملت¬بلون و اسپان¬باند (0، 25، 50، 75 و 100 درصد) قالب‌گيري شدند. ضريب جذب صوت و ضريب هدايت حرارتي مؤثر پنل¬ها به ترتيب با استفاده از روش لوله امپدانس دوميكروفونه و صفحه داغ محافظت شده مورد بررسي قرار گرفت. ميانگين ضريب جذب صدا (SAA) و ضريب هدايت حرارتي مؤثر (Keff) پنل¬ها به ترتيب در گستره 49/0-27/0 و 056/0-031/0 وات بر متر كلوين محاسبه شد. نتايج نشان داد كه با افزايش ضخامت و چگالي، ضريب جذب صوت در فركانس‌هاي پايين و متوسط افزايش مي‌يابد و بيشينه جذب به سمت فركانس‌هاي پايين سوق مي‌نمايد، درحالي¬كه افزايش بيش از حد آنها باعث كاهش ضريب جذب صوت در فركانس‌هاي بالا گرديد. مشخص شد پارامترهاي ضخامت و چگالي به ترتيب بر مقدار SAA تأثير مثبت و منفي دارند. در بررسي تأثير هم‌زمان چگالي و درصد اختلاط ملت‌بلون مشاهده شد، جهت دستيابي به SAA بيشينه، لازم است كه مقدار چگالي و درصد اختلاط ملت‌بلون هم‌زمان در كمترين مقدار انتخاب شوند. در همه ضخامت‌ها، Keff با افزايش چگالي پنل به‌طور قابل‌توجهي افزايش يافت، درحالي‌كه افزايش در ضخامت پنل كاهش ناچيز در Keff را به همراه داشت. همچنين مشاهده شد، افزايش درصد اختلاط ملت‌بلون تأثير منفي بر مقدار Keff پنل دارد. بر مبناي شاخص¬هاي مقدار احتمال و عدم تناسب و توافق معقول بين ضريب همبستگي تعديل‌شده و مجموع مربعات باقي‌مانده، مدل¬هاي مكعب و 2FI به ترتيب جهت پيش¬بيني مقادير SAA و Keff پيشنهاد گرديد. شرايط بهينه به مفهوم دستيابي به بيشترين SAA و كمترين Keff در ضخامت 25 ميلي‌متر، چگالي 150 كيلوگرم بر مترمكعب و درصد اختلاط %25 ملت بلون تعيين گرديد. در اين شرايط مقادير SAA و Keff به ترتيب 47/0 و 032/0 وات بر متر كلوين پيش‌بيني شد. درنهايت سه پنل اليافي در شرايط بهينه ساخته شد و خصوصيات آكوستيك و حرارتي آن‌ها اندازه‌گيري شد. مشاهده شد كه در فاصله اطمينان 95 درصد، تطابق عالي ميان نتايج مدل¬ها و نتايج آزمايشگاهي برقرار است.

224663

تكنولوژي نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان