خصوصيات آكوستيك و انتقال حرارت پنل‌هاي پايدار ساخته شده از ته سيگار

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

در سال¬هاي اخير رشد سريع صنايع و شهرنشيني به دليل توسعه اقتصادي باعث به وجود آمدن مشكلات زيست‌محيطي متعدد همچون آلودگي‌ صوتي و گرمايش جهاني شده است. بر اساس گزارش اخير سازمان بهداشت جهاني، آلودگي صوتي پس از آلودگي هوا دومين عامل زيست-محيطي تهديدكننده سلامت انسان در جهان است. از طرف ديگر، در دو دهه اخير، گرمايش جهاني به‌عنوان يكي از جدي‌ترين مشكلات زيست‌محيطي با پيامدهاي بالقوه جدي مانند تغييرات آب و هوايي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي ظاهر شده است. اين امر منجر به افزايش آگاهي عمومي و وضع قوانين سخت‌گيرانه براي كنترل صدا و كاهش مصرف انرژي شده است. يكي از متداول¬ترين روش‌هاي كاهش آلودگي صوتي و مديريت مصرف انرژي استفاده از مواد متخلخل اليافي به‌عنوان جاذب¬هاي صوتي و عايق¬هاي حرارتي در ساختمان¬ها است. از سوي ديگر، امروزه ضايعات شهري و صنعتي به يك معضل بزرگ جدي زيست‌محيطي براي كشورها تبديل شده است. ته¬سيگار كه عمدتاً از الياف استات¬سلولز تشكيل شده است، يكي از مهم‌ترين اين ضايعات است. هدف از اين پژوهش، طراحي و ساخت پنل¬هاي اليافي ساخته‌شده از فيلترهاي سيگار با كاربرد به‌عنوان جاذب صوت و عايق حرارت در ساختمان¬ها است. به اين منظور، فيلترهاي ته سيگار پس از تهيه با استفاده از زننده باز شدند. الياف بازشده پس از اختلاط با سيريش، مطابق طرح آزمايش مبتني بر روش سطح پاسخ با رويكرد طراحي مركب مركزي، در چهار ضخامت مختلف (10، 15، 20 و 25 ميلي¬متر) و چهار چگالي متفاوت (120، 160، 200 و 240 كيلوگرم بر مترمكعب) قالب‌گيري شدند. خصوصيات آكوستيك پنل¬ها با استفاده از روش لوله امپدانس دوميكروفونه مبتني بر تابع انتقال بر اساس استاندارد ASTM E1050 و خصوصيات حرارتي آن‌ها با استفاده از روش صفحه داغ بر اساس استاندارد ASTM C177-85 مورد ارزيابي قرار گرفت. علاوه بر اين، خصوصيات مورفولوژيكي پنل¬ها با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه مقدار ميانگين ضريب جذب صدا (SAA) و ضريب هدايت حرارتي مؤثر (Keff) پنل¬هاي توليدشده به ترتيب در محدوده 62/0-29/0 و 052/0-038/0 وات بر متر كلوين قرار دارد. مشخص شد افزايش چگالي در ضخامت‌هاي پايين و متوسط (10 تا 15 ميلي¬متر) باعث بهبود خصوصيات آكوستيك نمونه¬ها مي‌شود، درحالي‌كه در ضخامت‌هاي بيش از 15 ميلي¬متر افزايش چگالي بر SAA تأثير منفي دارد. همچنين مشخص گرديد افزايش چگالي منجر به افزايش Keff و درنتيجه كاهش اثربخشي خصوصيات حرارتي عايق مي‌شود. نتايج نشان داد كه افزايش ضخامت در چگالي‌هاي كم و متوسط (180-120 كيلوگرم بر مترمكعب) باعث افزايش SAA مي¬گردد، درحالي‌كه در چگالي¬هاي بالاتر اثر معكوس دارد. همچنين ضخامت تأثير معناداري بر Keff نشان نداد. تحليل¬هاي آماري نشان داد كه بر مبناي شاخص¬هاي مقدار احتمال و عدم تناسب و توافق معقول بين ضريب همبستگي تعديل‌شده و مجموع مربعات باقي‌مانده، مدل مكعب قادر به پيش¬بيني دقيق مقادير SAA و Keff پنل¬ها مي¬باشد. بر مبناي مدل¬هاي پيشنهادشده، شرايط بهينه جهت دستيابي به بيشترين مقدار SAA و كمترين مقدار Keff در ضخامت 25 ميلي‌متر و چگالي 120 كيلوگرم بر مترمكعب تعيين شد. در اين شرايط مقادير SAA و Keff پنل به ترتيب 54/0 و 037/0 وات بر متر كلوين پيش¬بيني گرديد. درنهايت سه پنل اليافي در شرايط بهينه توليد گرديد و خصوصيات آكوستيك و حرارتي آن‌ها ارزيابي شد. نتايج نشان داد كه در حد پايين و بالاي فاصله اطمينان 95 درصد، تطابق بسيار خوبي مابين نتايج مدل و نتايج تجربي برقرار است. نتيجه‌گيري شد پنل‌هاي اليافي ساخته‌شده از ضايعات ته¬سيگار به‌عنوان مصالح ساختماني پايدار نوآورانه عملكرد رقابتي بسيار مطلوبي در مقايسه با همتايان تجاري خود ارائه مي‌دهند.

224874

فناوري

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان