راه حل محقق ایرانی برای کاهش آلودگی صوتی ارائه شد

پس از آلودگی هوا، آلودگی صوتی دومین تهدید بزرگ برای محیط زیست و سلامت انسان در اروپا است. محمد کُجوری منش قصد دارد با صدا خفه کن(silencer) پیشرفته خود این مشکل را حل کند.

کد خبر: ۱۲۸۹۸۵۶

تاریخ: ۰۶ تير ۱۴۰۱ - ۱۱:۲۸

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از آی او، آلودگی صوتی امواج ناخواسته‌ای است که در شرایط مکانی و زمانی ویژه بر فعالیت موجودات زنده به ویژه انسان تأثیر گذاشته و می‌تواند عوارض متعدد جسمی و روحی را حاصل کند. واحد اندازه‌گیری آلودگی صوتی دسی بل است و آستانه تحمل گوش انسان در حدود ۱۳۰ دسی‌بل است. انتشار صدا بسته به اینکه در محیط باز یا بسته صورت پذیرد رفتار متفاوتی دارد. بیست درصد از جمعیت اروپا برای مدت طولانی در معرض صداهایی هستند که برای سلامتی آنها مضر است. حال یک محقق ایرانی موفق به طراحی یک دستگاهی شده است که شاید بتواند تا حد زیادی به کاهش آلودگی صوتی کمک کند.

فرایند احتراق کم سوخت

دکتر محمد کجوری منش مهندس مکانیک دانشگاه فناوری آیندهوون(TU/e)  که در این باره تحقیق می‌کند، گفت: سیستم‌های کم کربن آینده مانند دیگ‌های بخار گاز و دیگ‌های هیدروژنی باید با انتشار کمتر و به صورت ایمن‌تری کار کنند.

برای به حداقل رساندن انتشار اکسیدهای نیتروژن، دمای شعله در سیستم‌های احتراق جدید تا حد امکان پایین نگه داشته می‌شود. سپس فرآیندهای احتراق کم سوخت انجام می‌شود که این امر با افزایش احتمال ناپایداری ترموآکوستیک همراه است. ویژگی‌های احتراق منحصر به فرد هیدروژن، این اثر را تقویت می‌کند و در نتیجه سطح بالاتری از نویز(بالاتر از ۱۲۰ دسی بل) و ارتعاشات را ایجاد می‌کند.

به دلیل ناپایداری ترموآکوستیک، صدا همیشه فرکانس‌های یکسانی ندارد و این فرکانس‌ها را می‌توان با تغییر پارامترها تغییر داد. صدا خفه کن‌های فعلی فقط می‌توانند محدوده بسیار کوچکی از فرکانس‌ها را سرکوب کنند. بنابراین در حال حاضر اغلب در یک سیستم از صدا خفه کن‌های متعدد استفاده می‌شود. علاوه بر این، آن صدا خفه کن‌ها بسیار بزرگ هستند. به طور خلاصه، محققان تاکنون در طراحی سیستم‌های احتراق که می‌تواند شامل خفه‌کننده‌ها باشد، چندان موفق نبوده‌اند.

صدا خفه کن ABC

در نتیجه، نیاز به صدا خفه کن‌های فشرده و مستحکمی وجود دارد که بتواند صدای وسایلی مانند دیگ بخار، پمپ‌های حرارتی و تهویه مطبوع را سرکوب کند. کجوری منش برای حل این مشکل یک صدا خفه کن به نام "باند پهن فشرده بی پژواک" که در تصویر بالا قابل مشاهده است را طراحی کرده است. با وجود اینکه نام تضعیف کننده باند پهن فشرده بی پژواک(ABC) بسیار پیچیده است، اما وقتی صحبت از ساخت آن می‌شود، کجوری منش می‌گوید روند توسعه آن ساده و ارزان است.

این سیستم شامل یک گروه از صفحات است که توسط جدا کننده‌های نازک از هم جدا شده‌اند. هنگامی که فضای بین صفحات به درستی تنظیم شود، گِران‌رَوی یا ویسکُزیته هوا و تلفات حرارتی در کانال‌های باریک قادر به جذب صدا هستند. مزیت اصلی این است که صدا خفه کن را می‌توان برای همه فرکانس‌های بین ۲۰ تا ۸۰۰ هرتز تنظیم کرد. میزان بازتاب موج صوتی از یک ماده را ضریب بازتاب آکوستیک می‌گویند. ضریب بازتاب تضعیف کننده ABC کمتر از ۰.۱ است، یعنی ضریب جذب ۹۹ درصد است. حتی فرکانس‌های پایین که سخت‌ترین صداها برای جذب هستند را می‌توان با این سیستم جذب کرد. فرکانس‌های پایین به دلیل آنکه طول موج‌های بلندی دارند، به سختی جذب می‌شوند.

ضریب بازتاب یا ضریب انعکاس در فیزیک و مهندسی برق در شرایطی مطرح می‌شود که موجی در حال انتشار در یک محیط ناپیوسته باشد. ضریب بازتاب مشخص‌کننده دامنه یا شدت موج بازتابیده نسبت به موج پیشامد است. ضریب بازتاب رابطه نزدیکی با ضریب انتقال دارد.

صدا خفه کن ABC برای استفاده در دستگاه‌های مختلف طراحی شده است. این صدا خفه کن علاوه بر کاهش صدای پمپ‌های حرارتی، دستگاه‌های تهویه هوا و دیگ‌های هیدروژنی، برای کاهش صدای وسایل نقلیه موتوری و بزرگراه‌ها نیز مناسب است. این تضعیف کننده همچنین امکان استفاده بهینه‌تر از دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. کجوری منش در این باره گفت: مثلا یک توربین بادی را در نظر بگیرید. محدودیت صدا برای توربین‌ها بسته به محل قرارگیری توربین بادی، حدود چهل دسی‌بل است. فرض کنید ما می‌توانیم با این دستگاه، صدا را تا دو دسی‌بل کاهش دهیم، سپس چرخش توربین‌های بادی را می‌توان افزایش داد و تا بیست درصد انرژی بیشتری ذخیره کرد.

کجوری منش اخیرا از (FOI) و برنامه NWO Take-off برای پروژه خود کمک هزینه دریافت کرده است. FOI یک برنامه جدید شورای تحقیقات هلند(NWO) برای دانشمندانی است که می‌خواهند شرکتی تاسیس کنند که بتوانند با آن تأثیر مثبتی در جامعه ایفا کنند. او تقریبا تحقیقات دکترای خود را به پایان رسانده است و می‌خواهد اختراع خود را در سریع‌ترین زمان ممکن به بازار عرضه کند.

کجوری منش دارای مدرک کارشناسی مهندسی مکانیک از دانشگاه شهید چمران و کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک از دانشگاه شیراز است. وی همچنین دارای دکترای حرفه‌ای مهندسی در رشته کاهش صدا از دانشگاه توئنته و دکترای مهندسی مکانیک از دانشگاه فناوری آیندهوون است.