چالش اندازه گیری و محاسبه‌ نشست ریزگرد بر روی سطح های گوناگون

نوع مقاله : کوتاه پژوهشی

نویسندگان

بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

امروزه پدیده­ ریزگرد­ها یکی از مشکل­ های بزرگ و بسیار جدی در حوزه محیط­زیست می­ باشد که بسیاری از کشورها از جمله ایران با آن روبرو هستند. مشکل ­های تنفسی و بروز برخی سرطان ­ها، آلودگی هوا و منابع آبی از جمله اثرهای این پدیده به­ شمار می­ روند. از این­ رو مقابله با این پدیده، ضرورتی بسیار جدی می­ باشد. فعالیت­ های انسانی که بر شدت رخداد ریزگردها افزوده است، باعث شده تا راهکارهای کنونی برای مقابله با چنین پدیده­ ای کارآمدی لازم را نداشته باشد. برای رسیدن به راه ­­حل ­های عملیاتی و مؤثرتر برای مواجه شدن با این پدیده، نخست باید مکانیسم ­های انتقال ریزگردها و نیز چسبندگی آن ­ها به سطح به­طور کامل و جامع بررسی شود و سپس براساس این مطالعه­ ها، رسیدن به راهکار مقابله با پدیده­ ریزگرد­ها امکان ­سنجی شود. در این مطالعه، مکانیسم ­های انتقال و چسبیدن ریزگرد­ها به سطح بررسی شده و چالش­ های موجود بر اساس مطالعه­ های پیشین شناسایی شده است. سپس براساس نظریه DLVO، به محاسبه­ نیروی بین مولکولی متفاوت بین ذرات ریزگرد و سطح­های نشست در چندین حالت پرداخته شده است. نتیجه­ های این مطالعه نشان می­ دهد که محاسبه­ های مربوط به چسبندگی ریزگرد به سطح با چالش­های فراوانی روبرو است و به­ه مین دلیل ارایه­ راهکارهای مقابله با ریزگردها پیچیدگی­ هایی دارد. در این میان، انرژی سطح و رطوبت، مهم­ ترین عامل­ های پیچیدگی در نشست ریزگرد هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Middleton N., Kang U., Sand and Dust Storms: Impact Mitigation, Sustainability, 9(6): 1-22 (2017).
[2] Shao Y., Physics and Modelling of Wind Erosion, Springer Science & Business Media, 37:   (2008).
[3] Middleton N.J., Desert Dust Hazards: A Global Review, Aeolian Research, 24, 53-63 (2017).
[4] Aili A., Oanh N.T.K., Effects of Dust Storm on Public Health in Desert Fringe Area: Case Study of Northeast Edge of Taklimakan Desert, China, Atmospheric Pollution Research, 6(5): 805-814 (2015).
[5] Wu Y.L., Davidson C.I., Dolske D.A.,  Sherwood S.I., Dry Deposition of Atmospheric Contaminants: the Relative Importance of Aerodynamic, Boundary Layer, and Surface Resistances, Aerosol Science and Technology, 16(1): 65-81 (1992).
[6] Kok J.F., Parteli E.J., Michaels T.I., Karam D.B., The Physics of Wind-Blown Sand and Dust, Reports on Progress in Physics, 75(10): 106901 (2012).
[7] Skriver H.L., Rosengaard N.M., Surface Energy and Work Function of Elemental Metals, Physical Review B, 46(11): 7157-7168 (1992).
[8] Derjaguin B.V., Theory of the Stability of Strongly Charged Lyophobic Sols and the Adhesion of Strongly Charged Particles in Solutions Of Electrolytes, Acta Physicochim. USSR, 14: 633-662 (1941).
[9] Verwey E.J.W., "Theory of the Stability of Lyophobic Colloids: The Interaction of Sol Particles Having an Electric Double Layer", Elsevier Pub. Co. (1948)
[10] Becher D.Z., A Review of:“Interfacial Forces in Aqueous Media”. Carel J. Van Oss, Marcel Dekker, Inc. New York, 1994, pp. viii+ 440. $??.??(ISBN 0-8247-9168-1), Journal of Dispersion Science and Technology, 17(2):247-247 (1996).
[11] Oliveira R., Understanding Adhesion: a Means for Preventing Fouling, Experimental Thermal and Fluid Science, 14(4): 316-322 (1997).
[12] Cook N.J., "The Designer’s Guide to Wind Loading on Building Structures. Part I: Background, Damage Survey, Wind Data, and Structural Classification", Building Research Establishment, Watford (1985).
[13] Oke T.R., "Boundary Layer Climates", 372. Methuen, New York (1978).
[14] Dagaonkar M.,  Majumdar U., Effect of Fluid Flow, Solution Chemistry and Surface Morphology of Fibrous Material on Colloid Filtration, Journal of Engineered Fabrics & Fibers (JEFF), 7(3): 841-852 (2012).
[15] Rumpf H., "Particle Technology", Vol. 1, Springer Science & Business Media (2012).
[16] Greenwood J. A., Tripp J.H., The Contact of Two Nominal Flat Rough Surfaces. Instn Meth Engrs, Tribology Group, 185: 48-51 (1971).
[17] Johnson K.L., Kendall K., Roberts A.D., Surface Energy and the Contact of Elastic Solids, Proc. R. Soc. Lond. A, 324(1558): 301-313 (1971).
[18] Derjaguin B.V., Muller V.M., Toporov Y.P., Effect of Contact Deformations on the Adhesion of Particles, Progress in Surface Science, 45(1-4): 131-143 (1994).
[19] Gilkey N., “A Simple Computational Model for Particle Resuspension Behind a Normal Moving Shock”, M.Sc. Thesis, The University of New Mexico (2014).
[20] Janabi A.K.A., “Convective Heat Transfer Fouling of Aqueous Solutions on Modified Surfaces” Ph.D. Dissertation, University of Stuttgart (2011).
[21] Bowden F. P., Tabor D., "The Friction and Lubrication of Solids", Vol. 1, Oxford University Press (2001).
[22] Corn M., The Adhesion of Solid Particles to Solid Surfaces II., Journal of the Air Pollution Control Association, 11(12): 566-584 (1961).
[23] Bagnold R.A., "The Physics of Blown Sand and Desert Dunes" (Methuen, New York, 1941), Google Scholar (1941).
[24] Kordecki M.C., Orr Jr C., Adhesion of Solid Particles to Solid Surfaces, Archives of Environmental Health: An International Journal, 1(1): 1-9 (1960).
[25] Razmavar A.R.,  Malayeri M.R., A Simplified Model for Deposition and Removal of Soot Particles in an Exhaust Gas Recirculation Cooler, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 138(1): 011505 (2016).
[26] Oss Van C.J., Good R.J., Chaudhury M.K., Determination off the Hydrophobia Interaction Energy-Application to Separation Processes, Separation Science and Technology, 22(1): 1-24 (1987).
[27] Van Oss C.J., Good R.J., Chaudhury M.K., Additive and Nonadditive Surface Tension Components and the Interpretation of Contact Angles, Langmuir, 4(4): 884-891 (1988).
[28] "KRÜSS - Advancing Your Surface Science: Services; Substance Data; Solids", Krűss GmbH (2016).
[29] Cheng D., Little D., Lytton R., Holste J., Surface Energy Measurement of Asphalt and Its Application to Predicting Fatigue and Healing in Asphalt Mixtures, Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, (1810): 44-53 (2002).
[30] Owens D. K., Wendt R.C., Estimation of the Surface Free Energy of Polymers, Journal of Applied Polymer Science, 13(8): 1741-1747 (1969).
[31] Wu S., Calculation of Interfacial Tension in Polymer Systems, Journal of Polymer Science: Polymer Symposia , 34(1): 19-30 (1971).
[32] Wu S., Polar and Nonpolar Interactions in Adhesion, The Journal of Adhesion, 5(1): 39-55 (1973).
[33] Janabi A.A.K., “Convective Heat Transfer Fouling of Aqueous Solutions on Modified Surfaces”, PhD Thesis, University of Stuttgart,Germany (2011).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار