Skip to main content
SUPERVISOR
Parham Soltanimohammadi,Mohammad Zarrebini
پرهام سلطانی (استاد راهنما) محمد ذره بینی اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Faezeh Karimi
فائزه کریمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Investigation of the Effect of Needled Nonwoven Fabric Structure on Heat Transfer Properties using X-ray Micro-computed Tomography
Global scarcity of energy sources, the ever-increasing use of energy and the excessive consumption of energy by various communities in addition to environmental pollution and wasting of national funds, has endangered the future of human life. Although Iran gracefully has one of the richest sources of energy on global scale; however, misuse of the God given gift can lead to irreparable and fundamental damages to national interests. Therefore, the rational use of energy resources and constant endeavor in optimization of efficient energy use must be a national priority. The use of thermal insulators is one of the most important means of energy consumption management. Nonwoven fabrics due to their unique properties including short production process, low weight to volume ratio, high flexibility, high porosity, low heat transfer, fairly low cost, ease of installation and the suitability of use in wide spectrum of applications have been considered as the most desirable thermal insulators. In this research, the effect of the factors affecting the heat transfer properties of nonwoven fabrics is studied. Experimental needled specimens of different mass per unit area and thickness were produced on a laboratory needling production line equipped with carding machine and horizontal cross-lapper. Effect of factors such as in- and through-plane fiber orientation on thermal conductivity and resistance coefficient was investigated. In the absence of the much needed measuring apparatus, a togometer was designed and fabricated to conduct the heat transfer experiments. Realistic 3D images of specimens were obtained using X-ray Micro-computed tomography and spacial fiber orientation was calculated using image processing method. Results showed that increase in needle density leads to increase in through-plane fiber orientation and decrease in in-plane fiber orientation of the specimens. It was found that increase in through-plane fiber orientation leads to increase in thermal conductivity coefficient of the specimens. Change in in-plane fiber orientation was found to have no effect on the thermal conductivity of the specimens. Results showed that thermal conductivity coefficient of specimens increases with increase in mass per unit area of specimens. Finally it was concluded that volume fraction of the fibers is the most effective factor that determines thermal conductivity coefficient of needled nonwoven fabrics.
محدودیت منابع انرژى جهانی و افزایش روزافزون مصرف آن از یکسو و مصرف بی‌رویه انرژى توسط جوامع مختلف از سوى دیگر، علاوه بر آلودگى محیط‌زیست و هدر دادن سرمایه‌های ملی، زندگى آینده انسان‌ها را با مخاطره مواجه ساخته است. اگرچه ایران از غنی‌ترین منابع انرژی برخوردار است، اما استفاده نادرست از آن‌ها خسارات جبران‌ناپذیری را بر بودجه سالانه کشور تحمیل می‌کند. ازاین‌رو استفاده منطقی از منابع انرژی و برنامه‌ریزی در زمینه‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی از اولویت ویژه‌ای برخوردار است. استفاده از عایق های حرارتی یکی از مهم ترین راهکارهای کاهش مصرف و مدیریت انرژی به شمار می آید. منسوجات بی‌بافت به علت داشتن خصوصیات منحصربه‌فرد ازجمله کوتاه بودن فرآیند تولید، وزن کم، انعطاف‌پذیری بالا، میزان انتقال حرارت کم به علت داشتن ساختاری متخلخل، قیمت نسبتاً مناسب، روش‌های سریع و آسان نصب و قابلیت به‌کارگیری در کاربردهای مختلف از مطلوب‌ترین عایق‌های حرارتی محسوب می‌شوند. در این پژوهش تأثیر عوامل مؤثر بر انتقال حرارت در منسوجات بی بافت سوزنی بررسی‌ شده است. نمونه‌های منسوجات بی بافت سوزنی با استفاده از خط تولید آزمایشگاهی در وزن ها و ضخامت های مختلف تولید شدند. تأثیر عواملی از قبیل آرایش‌یافتگی در صفحه و آرایش‌یافتگی در راستای ضخامت منسوج بر ضریب هدایت حرارتی و مقاومت حرارتی نمونه‌ها بررسی گردید. جهت انجام آزمایش‌ها دستگاه اندازه‌گیری ضریب مقاومت حرارتی طراحی و ساخته شد. با استفاده از تصاویر سه بعدی نمونه ها و روش میکرو پرتونگاری مقطعی رایانه‌ای، آرایش‌یافتگی الیاف با کمک روش پردازش تصویر محاسبه شد. نتایج نشان داد با افزایش تراکم سوزن زنی آرایش‌یافتگی الیاف در راستای ضخامت منسوج افزایش و در صفحه منسوج کاهش می یابد. نتایج همچنین افزایش ضریب هدایت حرارتی با افزایش آرایش‌یافتگی الیاف در راستای ضخامت منسوج را نشان دادند، درحالی‌که آرایش‌یافتگی الیاف در صفحه تأثیر محسوسی بر ضریب هدایت حرارتی نمونه‌ها ندارد. بررسی‌ها نشان داد با افزایش وزن منسوج، ضریب هدایت حرارتی افزایش می یابد. نتایج نشان دادند که کسر حجمی الیاف مؤثرترین عامل بر ضریب هدایت حرارتی منسوج بی‌بافت است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی