دوره 15، شماره 4 - ( 10-1404 )
جلد 15 شماره 4 صفحات 931-904 |
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:
SheikhMozafari M J, Taban E, Mohsenian A, Attenborough K, Faridan M. Development and Fabrication of a Natural and Eco-Friendly Sound Absorber from Walnut Shell Waste: A Mathematical Modeling and Acoustic Performance Evaluation Approach. J Health Saf Work 2025; 15 (4) :904-931
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-7262-fa.html
URL: http://jhsw.tums.ac.ir/article-1-7262-fa.html
شیخمظفری محمدجواد، تابان ابراهیم، محسنیان علی، اتنبرو کیت، فریدن محمد. توسعه و ساخت جاذب صوت طبیعی و زیستسازگار از پسماند پوست سخت گردو با رویکرد مدلسازی ریاضی و ارزیابی عملکرد آکوستیکی. بهداشت و ایمنی کار. 1404; 15 (4) :904-931
محمدجواد شیخمظفری1 
، ابراهیم تابان2 ، علی محسنیان3 ، کیت اتنبرو4 ، محمد فریدن*5
، ابراهیم تابان2 ، علی محسنیان3 ، کیت اتنبرو4 ، محمد فریدن*5
1- گروه مهندسی بهداشت حرفهای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران | مرکز تحقیقات علمی دانشجویان، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
2- گروه مهندسی بهداشت حرفهای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران
3- گروه مهندسی بهداشت حرفهای و ایمنی کار، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران
4- دانشکده مهندسی و نوآوری، دانشگاه اوپن، میلتون کینز، انگلستان
5- ،mfereidan@yahoo.com
2- گروه مهندسی بهداشت حرفهای، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران
3- گروه مهندسی بهداشت حرفهای و ایمنی کار، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران
4- دانشکده مهندسی و نوآوری، دانشگاه اوپن، میلتون کینز، انگلستان
5- ،
چکیده: (3254 مشاهده)
مقدمه: با توجه به نگرانیهای زیستمحیطی و بهداشتی مرتبط با جاذبهای صوتی الیاف مصنوعی، نیاز به یافتن جایگزینهای طبیعی، پایدار و زیستتخریبپذیر بیش از پیش احساس میشود. پسماندهای کشاورزی مانند پوست سخت گردو به دلیل ساختار متخلخل ذاتی، پتانسیل بالایی در این زمینه دارند. هدف اصلی این پژوهش، ارزیابی جامع خواص آکوستیکی کامپوزیتهای ساخته شده از پوست گردو و بررسی تاثیر پارامترهای کلیدی طراحی مانند ضخامت و میزان خردایش بر عملکرد جذب صوتی آنها است.
روش کار: در این مطالعه تجربی و تحلیلی، نمونههای جاذب صوت متخلخل گرانوله از پوست گردو در سه سطح خردایش (کم، متوسط و زیاد) و چهار ضخامت (۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ میلیمتر) ساخته شدند. ضریب جذب صوتی نمونهها با استفاده از روش استاندارد لوله امپدانس اندازهگیری شد. بهمنظور درک ساختار داخلی و مورفولوژی، از میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) استفاده گردید. در نهایت، نتایج تجربی با پیشبینیهای دو مدل ریاضی معتبر Slanted Slit (SS) و Non-uniform pore size distribution (NUSPD) مقایسه و اعتبارسنجی شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که افزایش ضخامت و میزان خردایش، هر دو به طور معناداری عملکرد جذب صوتی را بهبود میبخشند. افزایش ضخامت از ۲۰ به ۸۰ میلیمتر در نمونههای با خردایش زیاد، قله جذب را از فرکانس ۲۰۰۰ هرتز به ۶۳۰ هرتز (محدوده فرکانسهای میانی) منتقل کرد. همچنین، افزایش میزان خردایش در ضخامت ثابت ۸۰ میلیمتر، ضریب جذب را در فرکانس ۶۳۰ هرتز از ۰.۴۸ به ۰.۹۷ (نزدیک به جاذب کامل) ارتقا داد. این بهبود عملکرد ارتباط مستقیمی با افزایش همزمان چگالی، تورتوزیته و مقاومت به جریان هوا داشت که در اثر فرآیند خردایش شدید رخ میدهد. مدلهای ریاضی نیز بالاترین انطباق را با نتایج تجربی نمونههای با خردایش زیاد نشان دادند.
نتیجه گیری: پسماند پوست گردو، به ویژه پس از فرآوری مکانیکی از طریق خردایش شدید، یک ماده جاذب صوت بسیار کارآمد، پایدار و زیستسازگار است. فرآیند خردایش با فعالسازی تخلخلهای درونی ماده، ساختار آکوستیکی آن را بهینه کرده و عملکردی مطلوب در بازه فرکانس گفتار (۵۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز) ایجاد میکند. این ماده پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان جایگزین جاذبهای مصنوعی در کاربردهای داخلی مانند کنترل نویز در ساختمانها و فضاهای بسته را داراست.
روش کار: در این مطالعه تجربی و تحلیلی، نمونههای جاذب صوت متخلخل گرانوله از پوست گردو در سه سطح خردایش (کم، متوسط و زیاد) و چهار ضخامت (۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ میلیمتر) ساخته شدند. ضریب جذب صوتی نمونهها با استفاده از روش استاندارد لوله امپدانس اندازهگیری شد. بهمنظور درک ساختار داخلی و مورفولوژی، از میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی (FESEM) استفاده گردید. در نهایت، نتایج تجربی با پیشبینیهای دو مدل ریاضی معتبر Slanted Slit (SS) و Non-uniform pore size distribution (NUSPD) مقایسه و اعتبارسنجی شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که افزایش ضخامت و میزان خردایش، هر دو به طور معناداری عملکرد جذب صوتی را بهبود میبخشند. افزایش ضخامت از ۲۰ به ۸۰ میلیمتر در نمونههای با خردایش زیاد، قله جذب را از فرکانس ۲۰۰۰ هرتز به ۶۳۰ هرتز (محدوده فرکانسهای میانی) منتقل کرد. همچنین، افزایش میزان خردایش در ضخامت ثابت ۸۰ میلیمتر، ضریب جذب را در فرکانس ۶۳۰ هرتز از ۰.۴۸ به ۰.۹۷ (نزدیک به جاذب کامل) ارتقا داد. این بهبود عملکرد ارتباط مستقیمی با افزایش همزمان چگالی، تورتوزیته و مقاومت به جریان هوا داشت که در اثر فرآیند خردایش شدید رخ میدهد. مدلهای ریاضی نیز بالاترین انطباق را با نتایج تجربی نمونههای با خردایش زیاد نشان دادند.
نتیجه گیری: پسماند پوست گردو، به ویژه پس از فرآوری مکانیکی از طریق خردایش شدید، یک ماده جاذب صوت بسیار کارآمد، پایدار و زیستسازگار است. فرآیند خردایش با فعالسازی تخلخلهای درونی ماده، ساختار آکوستیکی آن را بهینه کرده و عملکردی مطلوب در بازه فرکانس گفتار (۵۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتز) ایجاد میکند. این ماده پتانسیل بالایی برای استفاده به عنوان جایگزین جاذبهای مصنوعی در کاربردهای داخلی مانند کنترل نویز در ساختمانها و فضاهای بسته را داراست.
واژههای کلیدی: پسماند پوسته گردو، لوله امپدانس، مدل slanted slit، مدل non-uniform pore size distribution، مواد متخلخل گرانوله
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
عوامل زیان آور فیزیکی محیط کار
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
