رفتن به محتوای اصلی
x
شبیه سازی، تولید و مشخصه یابی منسوج حاوی ذرات آلومینیوم برای مدیریت تابش گرمایی
تاریخ دفاع
استاد

صديقه برهاني

دانشکده
مهندسی نساجی

  در سالهای اخیر برای حفظ آسایش گرمایی انسان با وجود تغییرات دمای محیط، مفهوم مدیریت گرمایی شخصی از طریق منسوجات گرم کننده و یا خنک کننده مورد توجه قرارگرفته است. در این میان یکی از جدیدترین رویکردها به حفظ آسایش گرمایی از طریق مدیریت تابش گرمایی بدن انسان می پردازد. چون بیش از 50 درصد گرمای تولیدشده توسط بدن انسان از طریق تابش فروسرخ با محیط تبادل میشود، در این رویکرد طراحی ساختار منسوج به گون های انجام میشود که بتواند از طریق تراگسیل یا بازتاب پرتو فروسرخ گسیل شده از بدن، کارکرد خنک کنندگی یا گرم کنندگی داشته باشد. تعداد منسوجات دارای ویژگی تابش گرمایی بسیار کم است و در عین حال کاستی های چشمگیری مانند عدم قابلیت تنفس، عملکرد تابش گرمایی ضعیف و خواص مکانیکی نامطلوب دارند. بر اساس مطالعات انجام شده، تاکنون گزارشی مبنی بر تولید منسوج از الیاف حاوی ذرات آلومینیم و بررسی عملکرد آن برای کنترل تابش گرمایی منتشر نشده است. از طرفی در سالهای اخیر، مفاهیم مهندسی فوتونیک و الکترومغناطیس در توسعه منسوجات مدرن با قابلیت مدیریت گرمایی، نقش مؤثری داشته است. لذا با توجه به اهمیت مدیریت گرمایی شخصی از طریق منسوجاتی که گرم یا خنک کردن موضعی را با کنترل تابش گرمایی انجام می دهند، در این رساله به شبیه سازی، تولید و مشخصهیابی منسوج حاوی ذرات کروی آلومینیم پرداخته شده است. به این منظور، شبیهسازی تراگسیلندگی فروسرخ از ذرات آلومینیم که با توزیع تصادفی در بستر پلیمر قرار گرفته اند انجام شد. بر اساس نتایج شبیه سازی، نمونه پلی پروپیلن شامل ذرات آلومینیم با میانگین قطر 2 میکرومتر و غلظت 20 درصد، در مقایسه با پلیپروپیلن خالص در بازه طول موج تابش گرمایی بدن (?m 14-8) ،مقدار تراگسیلندگی کل را بهمیزان 91/99 درصد کاهش میدهد وبا عبور دادن 0/03 درصد توان پرتو تابیده شده، بیشترین میزان مسدودکنندگی را برای تابش گرمایی ایجاد می کند. در اندازه گیری تراگسیلندگی فیلم های پلیمری تهیه شده نیز همین نمونه کمترین میزان تراگسیلندگی پرتو (0/05 درصد) را نشان داد. نتایج شبیه سازی و طیف سنجی نشان داد در محدوده تابش گرمایی بدن، مقدار تراگسیلندگی فروسرخ حتی در حضور 1 یا 2 درصد حجمی ذرات آلومینیم درون فیلم پلیمری کاهش قابل قبولی دارد. پس از تهیه دانه از آمیزه پلی پروپیلن و آلومینیم، تولید نخ چندرشته به وسیله دستگاه ذوبریسی نیمه صنعتی انجام شد. نخ های تولیدشده به عنوان نخ پود برای بافت پارچه با بیشینه تراکم پودی استفاده شدند. خواص پارچه های حاوی ذرات آلومینیم از جمله تراگسیل تابش فروسرخ، خواص مکانیکی، ثبات سایشی، ثبات شستشویی و قابلیت عبور هوا و بخار آب از آن مورد مطالعه قرار گرفت. پارچه بافته شده از نخ پود حاوی 2 درصد حجمی ذرات آلومینیم، علاوه بر خواص مکانیکی و قابلیت تنفس مناسب، می تواند در شرایط آب وهوای سرد C °0 با ایجاد اختالف دمای ظاهری برابر با C °9/6 از اتلاف تابش گرمایی بدن جلوگیری کند و قابلیت گرم کنندگی را تأمین نماید.

تحت نظارت وف ایرانی