دوره 16، شماره 2 - ( 1398 )
جلد 16 شماره 2 صفحات 108-94 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Taban E, Khavanin A, Ohadi A, jonidi A, faridan M. Experimental study and modelling of date palm fibre composite acoustic behaviour using differential evolution algorithm. ioh 2019; 16 (2) :94-108
URL: http://ioh.iums.ac.ir/article-1-2515-fa.html
URL: http://ioh.iums.ac.ir/article-1-2515-fa.html
تابان ابراهیم، خوانین علی، اوحدی عبدالرضا، جنیدی احمد، فریدن محمد. مدلسازی رفتار آکوستیکی کامپوزیت الیاف طبیعی نخل خرما با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی. سلامت كار ايران. 1398; 16 (2) :94-108
دانشیار، گروه مهندسی بهداشت حرفه ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران ، khavanin@modares.ac.ir
چکیده: (4638 مشاهده)
زمینه و هدف: پیشرفت‌های کنترل صدا با کمک جاذب صوتی، فرصت مناسبی را برای مطالعه روش‌های کاهش سروصدا و تضعیف آکوستیکی به‌وسیلۀ انواع مختلفی از مواد متخلخل فراهم کرده است. افزایش نگرانی‌ها دربارۀ اثرات نا‌مطلوب به‌کارگیری جاذب‌های صوتی ساخته‌شده از مواد و الیاف مصنوعی بر سلامت افراد، زمینۀ مساعدی را برای توسعۀ تحقیقات در مورد کاربرد الیاف طبیعی به‌عنوان عایق‌ها و جاذب‌های صوتی فراهم کرده است. در دو دهۀ گذشته استفاده از الیاف لیگنوسلولزی برای مقاصد مختلف به دلیل وجود خواصی چون زیست‌تخریب‌پذیری، وزن سبک، چگالی کم، قیمت ارزان و غیر سمی بودن، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده و به‌عنوان جایگزینی برای جاذب‌های آکوستیکی ساخته‌شده از الیاف مصنوعی مطرح‌شده است. سالیانه در ایران مقادیر قابل‌توجهی از ضایعات کشاورزی حاوی الیاف لیگنو سلولزی به علت فقدان سازوکار بازیافت و به‌کارگیری مجدد، سوزانده شده یا به شکل نامناسبی دفع می‌شود. این در حالی است که می‌توان بخش زیادی از چنین ضایعاتی را برای مصارف مختلف به کار گرفت. کشور ایران به‌عنوان دومین تولیدکنندۀ خرما در جهان و داشتن نخلستان‌های وسیع، هرساله با معضل ضایعات پرحجم حاصل از برداشت و هرس درختان خرما روبرو است که عمدتاً به شکل مناسبی مورداستفاده قرار نمی‌گیرند. ازاین‌رو، هدف این پژوهش بررسی رفتار آکوستیکی نمونه‌های کامپوزیتی ساخته‌شده از الیاف طبیعی نخل خرما از طریق پیش‌بینی ضریب جذب صوت با مدل‌های تجربی مربوطه و مقایسۀ آن با داده‌های حاصل از آزمایش‌های تجربی بوده است.
روش بررسی: در این مطالعه، برای اندازه‌گیری ضریب جذب صوتی نرمال نمونه‌های ساخته‌شده از الیاف خوشه‌های نخل خرما با چگالی ثابت 200 کیلوگرم بر مترمکعب در سه ضخامت مختلف بافاصله‌های هوایی مختلف در پشت نمونه، از دستگاه لولۀ اَمپدانس استفاده شد. سپس با نوشتن کد در نرم‌افزار متلب، با استفاده از الگوریتم تکامل‌تفاضلی، ضریب جذب صوتی پیش‌بینی‌شده برای 3 مدل دلانی–بازلی، میکی و جانسون-چمپو-آلارد محاسبه گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که خاصیت جذب صوتی نمونه‌های تهیه‌شده از الیاف نخل خرما به‌طور قابل‌توجهی با افزایش بسامد، بیشتر می‌شود و افزایش ضخامت مواد در چگالی ثابت، نقش عمده‌ای در تضعیف امواج صوتی به‌ویژه در بسامد‌های پایین‌تر (کمتر از1000 هرتز) دارد. مقایسۀ داده‌های حاصل از آزمایش و مدل‌های تجربی نشان داد که با افزایش ضخامت، مقادیر پیش‌بینی‌شده برای ضریب جذب آکوستیکی مواد، به داده‌های حاصل از آزمایش نزدیک می‌شوند. افزایش فاصلۀ هوایی در پشت نمونه تا 3 سانتیمتر، در بسامد‌های کمتر از 1000 هرتز، افزایش ضریب جذب صوتی را به همراه خواهد داشت.
نتیجه‌گیری: نمونه‌های ساخته شده از الیاف نخل خرما، پتانسیل خوبی برای تضعیف انرژی امواج صوتی دارند. افزایش جذب صوت می‌تواند ناشی از فرآیند استهلاک طولانی‌تر انتقال حرارتی و ویسکوز، بین هوا و مواد جاذب در کامپوزیت باشد؛ که با افزایش ضخامت کامپوزیت موجب افزایش میزان جذب صوت نیز خواهد شد. از سوی دیگر الیاف طبیعی به دلیل خاصیت چسبندگی کم، قطر زیاد الیاف، مقاومت کم در برابر رطوبت و آسیب پذیر در برابر قارچها هنوز به‌اندازه الیاف مصنوعی محبوبیت نیافتهاند. لذا بدیهی است که این عوامل می‌توانند بر روی ضریب جذب صوتی و کیفیت و ماندگاری پانل‌های آکوستیکی ساخته‌شده از الیاف طبیعی تأثیر بگذارد. به همین منظور جهت رفع این عیوب، می توان از فناوری نانو استفاده کرد تا با بهره‌گیری از خاصیت مواد در این حالت، به شرایط بهتر و بهبودیافته دست‌یافت. به نظر می رسد که این مسأله‌ای است که باید در ساخت جاذب های صوتی ساخته شده از الیاف طبیعی در نظر گرفت.
روش بررسی: در این مطالعه، برای اندازه‌گیری ضریب جذب صوتی نرمال نمونه‌های ساخته‌شده از الیاف خوشه‌های نخل خرما با چگالی ثابت 200 کیلوگرم بر مترمکعب در سه ضخامت مختلف بافاصله‌های هوایی مختلف در پشت نمونه، از دستگاه لولۀ اَمپدانس استفاده شد. سپس با نوشتن کد در نرم‌افزار متلب، با استفاده از الگوریتم تکامل‌تفاضلی، ضریب جذب صوتی پیش‌بینی‌شده برای 3 مدل دلانی–بازلی، میکی و جانسون-چمپو-آلارد محاسبه گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که خاصیت جذب صوتی نمونه‌های تهیه‌شده از الیاف نخل خرما به‌طور قابل‌توجهی با افزایش بسامد، بیشتر می‌شود و افزایش ضخامت مواد در چگالی ثابت، نقش عمده‌ای در تضعیف امواج صوتی به‌ویژه در بسامد‌های پایین‌تر (کمتر از1000 هرتز) دارد. مقایسۀ داده‌های حاصل از آزمایش و مدل‌های تجربی نشان داد که با افزایش ضخامت، مقادیر پیش‌بینی‌شده برای ضریب جذب آکوستیکی مواد، به داده‌های حاصل از آزمایش نزدیک می‌شوند. افزایش فاصلۀ هوایی در پشت نمونه تا 3 سانتیمتر، در بسامد‌های کمتر از 1000 هرتز، افزایش ضریب جذب صوتی را به همراه خواهد داشت.
نتیجه‌گیری: نمونه‌های ساخته شده از الیاف نخل خرما، پتانسیل خوبی برای تضعیف انرژی امواج صوتی دارند. افزایش جذب صوت می‌تواند ناشی از فرآیند استهلاک طولانی‌تر انتقال حرارتی و ویسکوز، بین هوا و مواد جاذب در کامپوزیت باشد؛ که با افزایش ضخامت کامپوزیت موجب افزایش میزان جذب صوت نیز خواهد شد. از سوی دیگر الیاف طبیعی به دلیل خاصیت چسبندگی کم، قطر زیاد الیاف، مقاومت کم در برابر رطوبت و آسیب پذیر در برابر قارچها هنوز به‌اندازه الیاف مصنوعی محبوبیت نیافتهاند. لذا بدیهی است که این عوامل می‌توانند بر روی ضریب جذب صوتی و کیفیت و ماندگاری پانل‌های آکوستیکی ساخته‌شده از الیاف طبیعی تأثیر بگذارد. به همین منظور جهت رفع این عیوب، می توان از فناوری نانو استفاده کرد تا با بهره‌گیری از خاصیت مواد در این حالت، به شرایط بهتر و بهبودیافته دست‌یافت. به نظر می رسد که این مسأله‌ای است که باید در ساخت جاذب های صوتی ساخته شده از الیاف طبیعی در نظر گرفت.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
