کتاب مقدمه ای بر دینامیک گازها و آئروسل ها و کاربرد آن در مهندسی بهداشت حرفه ای اثر مهدی صادقی مالواجردی ناشر فدک ایساتیس

آگاهی از دانش و قوانین حاکم بر حرکت و رفتار گازها و ذرات برای درک بهتر این پدیده ها در طبیعت و بررسی واندازه گیری آنها برای مهندسین بهداشت حرفه ای و افرادی که در این زمینه فعالیت می کنند، امری اجتناب ناپذیر است. همچنین برای فعالان عرصه های ساخت تجهیزات پالایش هوا و طراحی سیستم های تهویه صنعتی، مطالعه این قوانین بسیار حیاتی و اثربخش می باشد. از آنجایی که این مبحث در مهندسی بهداشت حرفه ای به تازگی جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده و در مقطع کارشناسی مهندسی بهداشت حرفه ای به عنوان یک واحد اختصاصی تدریس می شود و با توجه به اینکه تاکنون منبع منسجمی در این زمینه با دیدگاه کاربردی در زمینه های مرتبط با مهندسی بهداشت حرفه ای تدوین نشده است، لذا کتاب حاضر برای این هدف گردآوری گردید. این کتاب حاوی 6 فصل می باشد؛ فصل اول کلیاتی در مورد آئروسل ها را بیان می کند. فصل دوم به ویژگی های هوا و گازها می پردازد. فصل سوم وارد بحث در مورد آئروسل ها می شویم. فصل چهارم رفتار ذرات معلق در هوا را مورد مطالعه قرار داده و درف صل پنجم به ویژگی های نوری ذرات پرداخته شده است. در فصل پایانی برخی از تجهیزات اندازه گیری سرعت، دبی و فشار سیالات و اصول حاکم بر آنها معرفی شده اند. از ویژگی های این کتاب می توان به تدوین آن بر اساس سرفصل درس دینامیک گازها و آئروسل ها که از طرف وزارت بهداشت اعلام شده است اشاره نمود. مطالعه این مجموعه به فعالان عرصه مهندسی بهداشت حرفه ای در تمام مقاطع توصیه می شود.

پیشگفتار

سپاس خداوند یکتا را که توفیق داد تا با نگارش این مجموعه، در جهت خدمت به جامعه علمی گامی هرچند مختصر برداشته شود.
در حوزه‌های مرتبط با مهندسی بهداشت حرفه ای، فعالیت در خصوص عوامل شیمیایی زیان آور محیط کار بسیار گسترده است و با توجه به پیشرفت روز افزون کشور در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، این زمینه تحقیقاتی و مطالعاتی در مهندسی بهداشت حرفه ای، بسیار ملموس و حائز اهمیت است. از آنجایی که مواجهه با عوامل زیان آور شیمیایی محیط کار از طریق تنفس در رتبه نخست قرار دارد و ورود این عوامل به بدن به صورت گاز و بخار یا ذرات ریز معلق در هوا صورت می گیرد، بررسی غلظت این دسته از آلاینده ها، نمونه برداری از آنها و همچنین کنترل آنها نیاز به تجهیزات و روش هایی دارد که در ارتباط مستقیم با اصول حاکم بر رفتار و ویژگی های گازها و آئروسل ها هستند. با توجه به این نکته، روشن است که برای استفاده از تجهیزات نمونه برداری، عملیات تجزیه نمونه ها، طراحی سیستم های تهویه عمومی و موضعی و همچنین نحوه ی انتشار آلاینده ها در محیط های کاری، آگاهی و کسب دانش لازم در زمینه دینامیک گازها و آئروسل ها برای هر کارشناس مهندسی بهداشت حرفه ای و دست اندرکاران تولید و ساخت تجهیزات نمونه برداری و سیستم های تهویه صنعتی امری اجتناب ناپذیر است.
در سال‌‌های اخیر وزارت متبوع با درنظر گرفتن ضرورت نکاتی که به آنها اشاره شد، در بازنگری واحدهای اختصاصی رشته مهندسی بهداشت حرفه ای در مقطع کارشناسی پیوسته، واحدی را تحت عنوان "دینامیک گازها و آئروسل ها" به دروس این رشته اضافه نمود که البته اقدامی ضروری و قابل تقدیر بود. از آنجایی که مولف، تجربه تدریس این درس را در دانشگاه داشته و نبود یک منبع منسجم به زبان فارسی را حس کرده، لذا تصمیم به ترجمه و گردآوری این مجموعه نمود که به لطف ایزد یکتا در بهار 91 به انجام رسید. از آنجایی که همیشه اولین گام‌ها در یک مسیر جدید، خالی از اشکال نبوده و همواره فرصت بهبود مستمر که از مبانی مدیریت است وجود دارد و این تفکر در مهندسی بهداشت حرفه ای یکی از دیدگاه های مهم محسوب می شود، در پایان بر خود لازم می‌دانم که از جناب مهندس یحیی خسروی که در شکل‌گیری ایده این مجموعه، نظرات اثربخشی را مطرح نمودند، تقدیر و تشکر کنم. همچنین از مدیر محترم انتشارات فدک ایساتیس؛ جناب آقای مجید‌رضا زرویی، که با مسئولیت‌پذیری بسیار، مراحل ویراستاری دقیق و موشکافانه و چاپ این اثر را هدایت نمودند، کمال تشکر را دارم.

مهندس مهدی صادقی مالواجردی
عضو هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی زاهدان

فهرست مطالب

فصل 1 مقدمه‌ای درباره‌ی آئروسل‌ها 1
1.1 آئروسل چیست؟ 2
2.1 آئروسل‌های خوب در مقابل آئروسل‌های بد 6
3.1 آئروسل‌های محیط کار و بهداشت شغلی 7
4.1 آئروسل‌ها و گازها 11

فصل 2 ویژگی‌های هوا و گازها 13
1.2 مقدمه 14
2.2 ماهیت اولیه‌ گازها 14
3.2 مقدمه ای بر مکانیک سیالات 26

فصل 3 ویژگی‌های آئروسل‌ها 41
1.3 تولید آئروسل در محیط‌های کاری 42
2.3 تکامل مربوط به آئروسل‌ها 48
3.3 ریخت شناسی ذره 53
4.3 غلظت آئروسل 57
5.3 اندازه‌ ذره 58
6.3 آمار مقدماتی اندازه‌ ذرات 62
7.3 ویژگی‌های الکتریکی آئروسل‌ها 68
3 8 ویژگی‌های معدنی و شیمیایی 72
9.3 ویژگی‌های بیولوژیکی 74

فصل 4 حرکت ذرات معلق در هوا 77
1.4 مقدمه 78
2.4 نیروی درگ بر روی یک ذره 78
3.4 حرکت ذره 83
4.4 تشابه در حرکت ذرات 94
5.4 قطر آئرودینامیک ذره 97
6.4 برخورد 100
7.4 خاک‌شویی کردن 105
8.4 مکش به داخل یک حفره (آسپیره کردن) 108
9.4 انتشار 112

فصل 5 ویژگی‌های نوری آئروسل‌ها 121
1.5 مقدمه 122
2.5 مبانی فیزیکی 122
3.5 مفهوم زوال یا انتقال (قابلیت گذردهی) 124
4.5 ضریب اضمحلال ذره 128
5.5 اندازه گیری‌های تجربی اضمحلال 130
6.5 پخش نور 133
7.5 ضریب پخش یا تفرق ذره 134
8.5 فتومتری غلظت جرمی آئروسل 137
9.5 نمود ظاهری (دیداری) آئروسل‌ها 138
10.5 ذره‌بینی نوری 140

فصل 6 اندازه‌گیری سرعت، نرخ جریان و فشار 143

منابع و مراجع 155

فهرست الفبایی 159