Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini,Ebrahim Shirani
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehran Jafari
مهران جعفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Investigation into Affecting Factors on the Efficiency of Nanofibrous Membranes for Purification of Air Containing Particles
During recent years with improving and extension of technology and using fossil fuels as the main energy resource have resulted in more polluted atmosphere. Problems caused by these pollutants made human beings to conduct research on reduction or elimination of these pollutants. In this regard, research of scientist has let to invention of different types of filters with variety of applications. Among all types of filters, Fibrous filters due to their low price, availability of raw materials, easy production and high efficiency have attracted more attentions. In recent decades advent of Nanotechnology and its entry into non-woven textiles has led to production of Nanofibrous filters. These filters because of their fine diameter, large specific area, acceptable mechanical properties, high flexibility an low basis weight have more efficiency and quality in comparison to other types of fibrous filters. this days These unique characteristics have made this kind of filters as a promising option for reducing particulate matters in the air an improving air quality. Considering the importance and applications of these filters, in this research we are examining different parameters affecting efficiency and quality. For this aim we produced 16 PAN Nanofibrous web with 310 nm mean fiber diameter and four different basis weights on the polyurethane substrate. Electrospinning conditions were chosen according to previous research. In order to evaluate efficiency of filters the filter testing device equipped with particle counter and particle generator has been used. This device we examined effects of different parameters like pressure drop, face velocity and basis weight of Nanofibrous web on the performance Nanofibrous filters. surface morphology of Nanofibrous web in the process of filtration was studied by scanning electron microscopy. In order to investigate influence of Nano fiber diameter on pressure drop and efficiency of Nanofibrou filters we used FLUENT software and Gambit as its pre-processor . Pressure drop and filtration efficiency are two main features to determine quality of filters. Filters having high filtration efficiency and low pressure drop are more desirable. Results of our test showed that pressure drop across the filter will increase linearly with the increase of face velocity. By increasing the face velocity the retention time of particles in Nanofibrous filter will be reduced, thus lower chance for particle to collide on fibers so the lower filtration efficiency would be the result. With the increase in Nanofibrous filter’s basis weight, packing density will be increased, therefor , the collision chance between particles with the fibers will raise. Quality Factor is a reliable indicators to measure performance of filters decreases with the increase of basis weight of Nanofibrous web and face velocity of air due to noticeable reduction in pressure drop. By reducing size of Nano fibers non slip flow regime around the fiber is no longer valid and , effects of slip flow around the fiber surface should be taken into account. Because of the slip occurs around fiber surface particle could be more close to the surface of fiber and subsequently the collision chance will increase; thus, the filtration efficiency will increase too . Keywords : Electrospinning, Nanofibous filters, Filtration, Aerosol, Fluent
با پیشرفت و گسترش صنعت و تکنولوژی و استفاده از سوخت های فسیلی به عنوان تامین کننده ی اصلی انرژی منجر به افزایش آلاینده های موجود در اتمسفر شده است. مشکلات ناشی از این آلاینده ها بشر را ناگزیر به تحقیق پیرامون کاهش یا حذف کامل این آلاینده ها نمود. در این راستا تحقیقات محققان منجر به ابداع انواع متنوع فیلتر ها با کاربرد و کارایی مختلف شده است. در میان انواع فیلتر ها، فیلتر های لیفی به ویژه فیلتر های بی بافت به دلیل ارزان بودن، در دسترس بودن مواد اولیه، انعطاف پذیری و سهولت در تولید و در عین حال کارایی و ضریب اطمینان عملکردی بالا از توجه بیشتر برخوردار شده اند. در دو دهه اخیر با ظهور و رشد نانوتکنولوژی و ورود آن به حوزه منسوجات بی بافت سبب تولید فیلتر های نانولیفی شده است. این فیلتر ها بدلیل دار بودن الیاف هایی با قطر بسیار پایین، سطح مخصو ص بالا، استحکام قابل قبول، انعطاف پذیری بالا، نفوذ پذیر بالا و وزن واحد سطح پایین تر نسبت به سایر فیلترها،از راندمان و کیفیت بسیار بالایی برخوردار هستند. این ویژگی ها سبب گردیده تا امروزه فیلتر های نانولیفی به عنوان یک گزینه ی امید بخش در کاهش ذرات معلق هوا و بهبود کیفیت هوا تلقی گردد. در این تحقیق با توجه به اهمیت و کاربرد این فیلتر ها به بررسی عوامل موثر بر راندمان و کیفیت آنها پرداخته می شود. بدین منظور تعداد ??وب نو الیاف پلی اکریلونیتریل با متوسط اندازه قطر ??? نانومتر و با چهار وزن واحد سطح مختلف بر روی زیر لایه پلی اورتان پوشش داده شده با کربن فعال الکتروریسی شد. شرایط الکتروریسی با توجه به تحقیقات پیشین انتخاب شد. جهت ارزیابی کارایی فیلتر ها از دستگاه سنجش فیلتر مجهز به دستگاه شمارنده ذرات و دستگاه تولید کننده ذرات موجود در سازمان انرژی اتمی ایران استفاده گردید. تاثیر عواملی چون افت فشار، سرعت هوا و وزن واحد سطح فیلتر نانو لیفی بر روی راندمان و کیفیت فیلترهای نانولیفی تهیه شده توسط این دستگاه مورد ارزیابی قرار گرفت. مورفولوژی سطحی وب نانو الیاف در حین عمل فیلترینگ توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. به منظور بررسی تاثیر ابعاد قطر نانو الیاف بر روی افت فشار و راندمان از نرم افزار فلوئنت و نرم افزار گمبیت به عنوان پیش پردازنده ی نرم افزار فلوئنت استفاده شد. افت فشار و راندمان فیلتر دو ویژگی مهم جهت تعیین کیفیت فیلتر می باشند. فیلتر با راندمان بالا و افت فشار پایین دارای کیفیت بهتری می باشد.. با افزایش سرعت هوا در سطح فیلتر به دلیل کاهش مدت زمان حضور ذرات در اطراف الیاف شانس برخورد ذرات کاهش یافته و راندمان کاهش می یابد. با افزایش وزن واحد سطح وب نانوالیاف فاکتور پوشش افزایش می یابد و در نتیجه شانس برخورد ذرات افزایش یافته و راندمان فیلتر افزایش می یابد. فاکتور کیفیت فیلتر به عنوان شاخصی های معتبر جهت سنجش فیلتر با افزایش وزن واحد سطح فیلتر و افزایش سرعت هوا در سطح فیلتر که با کاهش راندمان و افزایش افت همراه می باشد باعث کاهش فاکتور کیفیت می شود. کلمات کلیدی : الکتروریسی، فیلتر نانولیفی، فیلتراسیون، آئروسل، فلوئنت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی