جواد ساجدی فر، امیرحسین کوکبی، کمال اعظم، سمیه فرهنگ دهقان، علی کریمی، فریده گلبابایی،
دوره 6، شماره 4 - ( 9-1395 )
چکیده
مقدمه: امروزه جوش‌کاری با الکترود دستی پوشش دار یا SMAWی (Shielded Metal Arc Welding) پرمصرف ترین نوع جوش‌کاری در میان جوش‌کاری‌های قوس الکتریکی می‌باشد. در طول عملیات جوش‌کاری معمولاً عوامل زیان‌آور مختلفی از قبیل فیوم ها، گازها، گرما، صدا و پرتو فرابنفش تولید می‌شوندکه از دیدگاه بهداشت شغلی، مهم‌ترین این عوامل فیوم‌های جوش‌کاری می‌باشند. مطالعه حاضر سعی دارد تا با مقایسه تراکم عددی و جرمی فیوم‌های منتشره در فرآیندهای جوش‌کاری SMAW مشخص کند که کدام‌یک از تراکم‌های عددی یا جرمی شاخص بهتری از مواجهه با فیوم‌ها را در فرآیندهای جوش‌کاری نشان می‌دهد.
روش کار: این در مطالعه حاضر، دستگاه پایش‌گر گردوغبار GRIMM مدل 1.106 برای ارزیابی تراکم عددی و جرمی فیوم‌های جوش‌کاری SAMW بر روی استیل زنگ نزن 304 با ضخامت 4/0 میلی متر مورد استفاده قرار گرفت. نمونه برداری از هوا به منظور پایش ذرات در فاصله 41 سانتی متری که نماینده ناحیه تنفسی اپراتور جوش‌کار می‌باشد، انجام شد. سنجش تراکم عددی و جرمی فیوم‌ها در شرایطی صورت گرفت که ولتاژ 25 ولت و قطبیت الکترود به‌صورت جریان مستقیم الکترود مثبت یا DCEPی(Direct Current Electrode Negative) بود.
یافته ها: میزان تراکم عددی و جرمی کلی فیوم‌های جوش‌کاری در ناحیه تنفسی اپراتور جوش‌کار به ترتیب 1140451 ذره بر لیتر و µg/m3 11/1631 است. بیش‌ترین تراکم عددی مربوط به ذرات در ردیف اندازه 35/0 تا 5/0 میکرومتر (NC1) با 938976 ذره بر لیتر و کمترین آن مربوط به ذرات در ردیف اندازه 5 تا 5/6 میکرومتر (NC7) و ذرات بزرگ‌تر از 5/6 میکرومتر (NC8) به ترتیب با 288 و 463 ذره بر لیتر بود. هم‌چنین، بالاترین میزان تراکم جرمی مربوط به ذرات در ردیف اندازه 35/0 تا 5/0 میکرومتر (MC1) و ذرات بزرگ‌تر از 5/6 میکرومتر (MC8) به ترتیب با میزان 450 و µg/m3 355 می‌باشد.
نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که بین تراکم عددی و جرمی به عنوان دو شاخص ارزیابی ذرات در محدوده سایزی تطابق وجود ندارد و با کوچک‌تر شدن سایز ذرات این عدم تطابق مشهودتر است. از آن‌جایی که ذرات کوچک‌تر به قسمت‌های تحتانی دستگاه تنفسی نفوذ می‌کنند و پتانسیل بالاتری برای اعمال اثرات نامطلوب بهداشتی را دارند، لزوم سنجش و ارزیابی ذرات در ردیف اندازه‌های مختلف و بخصوص کسر ریزتر ذرات احساس می‌شود. لذا تصور می‌شود صرفا در نظر گرفتن تراکم جرمی و عدم توجه به تراکم عددی در ارزیابی مواجهه با ذرات در محیط‌های کار صنعتی و به خصوص در فرآیند جوش‌کاری، ارزیابی صحیح و درستی از اثرات بهداشتی فیوم‌های جوش‌کاری به عنوان سم سیستمیک ارگان‌های بدن منعکس نخواهد کرد.
حسن رجبی وردنجانی، حسن اصیلیان مهابادی، مرتضی بیاره، مرتضی سدهی،
دوره 9، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
مقدمه: معمولا در مطالعات سم شناسی ذرات آلاینده هوابرد، از اتاقکهای مواجهه تنفسی استفاده می شود که مسئولیت تامین و توزیع یکنواخت و پایدار اتمسفر آزمایشی را در منطقه تنفسی حیوانات آزمایشگاهی برعهده دارند. مطالعه حاضر با هدف طراحی، ارزیابی و بهینه سازی یک اتاقک مواجهه تمام بدن، ویژه مواجهه حیوانات آزمایشگاهی کوچک با آلاینده های ذره ای انجام شد.
روش کار: ابتدا مقالات و منابع علمی که جزئیات فنی و عملکرد اتاقک های مواجهه را بیان کرده بودند استخراج شد و مزایا، معایب و عوامل موثر بر عملکرد آنها تعیین گردید. سپس با لحاظ اصول دینامیک سیالات و شرایط استاندارد نگهداری حیوانات آزمایشگاهی، فرضیات طرح اولیه اتاقک تهیه شد. برای ایجاد توزیع یکنواخت ذرات در داخل اتاقک، از صفحات هدایت کننده جریان در مخروط فوقانی استفاده شد. به منظور بهینه سازی طرح اولیه از روش شبیه سازی عددی و نرم افزار ANSYS Fluent استفاده شد. ترسیم هندسه اتاقکها با استفاده از نرم افزار Design modeler و شبکه بندی میدان محاسباتی با استفاده از نرم افزار ANSYS meshing انجام شد. ذرات استفاده شده دارای میانگین قطر آئرودینامیکی 10 میکرومتر، کروی، بدون بار و دارای چگالی 1400 کیلوگرم بر متر مکعب بوده و با سرعت گاز حامل وارد اتاقک شد. نمونه برداری غلظت ذرات در اتاقکها، در راستای شعاع استوانه و در فواصل 10 سانتی متری بر روی محور x انجام شد. سپس درصد ضریب تغییرات غلظت برای هر خط محاسبه شد. در تحلیل نهایی نتایج، طرح هندسه ای که دارای کمترین مقدار ضریب تغییرات غلظت ذرات در طول خط منتخب نمونه برداری بود، به عنوان بهترین طرح اتاقک انتخاب شد.
یافته ها: اتاقک مواجهه تنفسی بهینه سازی شده در این مطالعه، دارای جریان دینامیک و شامل یک استوانه با دو مخروط فوقانی و تحتانی است. جریان دو فازی گاز و ذرات معلق از دهانه مخروط فوقانی وارد و ضمن گذر از صفحات هدایت کننده، در محیط داخلی اتاقک توزیع و از مخروط تحتانی خارج میگردد. مدلهای پیش فرض آشفتگی k- ε و Discrete Phase Model توانایی مدل کردن این مساله را داشته و در نهایت طرح شماره 7 با کمترین ضریب تغییرات غلظت معادل 08/4 درصد طرح بهینه بدست آمد.
نتیجه گیری: روش شبیه سازی عددی که برای طراحی و بهینه سازی این اتاقک استفاده شد، توانست با صرف هزینه بسیار کمتری نسبت به روشهای تجربی، اطلاعات جامعی از میدان حل را فراهم نماید. تحلیل این اطلاعات منجر به انتخاب بهترین طرح اتاقک مواجهه برای تامین غلظت یکنواخت و پایدار ذرات آزمایشی در منطقه تنفسی حیوان شد.
