بررسی عوامل موثر بر راندمان فیلترهای نانولیفی جهت تصفیه هوای حاوی ذرات

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 مخصوص 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.