ศึกษาประสิทธิภาพแผ่นฉนวนกันความร้อนแบบซับเสียงด้วยเส้นใยดอกธูปฤๅษี

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สมชาย แสงฤทธิ์, ปนัย ทองบุญเรือง, ชยพล วงศ์คุณานุสรณ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สมชาย เอี่ยมสอาด

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเทคโนโลยีภาคตะวันออก (อีเทค)

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

หลักการและเหตุผล

เนื่องจากสภาพอากาศปัจจุบัน อุณหภูมิเริ่มสูงขึ้น ความร้อนเป็นปัญหาใหญ่ที่มาพร้อมกับเทคโนโลยีที่เจริญก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลทำให้เกิดมลพิษต่างๆตามมา โดยเฉพาะมลพิษทางด้านเสียงก็เป็นปัญหาอีกอย่างหนึ่งโดยเฉพาะในเขตตัวเมือง ซึ่งประกอบด้วยเขตต่างๆ เช่น เขตธุรกิจการค้า เขตอุตสาหกรรม เขตที่พักอาศัย และเขตที่มีการจราจรหนาแน่น โดยแหล่งกำเนิดเสียงจะมาจากหลายแห่ง อาทิเช่น การคมนาคมทางบก ทางน้ำ และทางอากาศ โรงงานอุตสาหกรรม เป็นต้น ซึ่งตามประกาศกระทรวงอุตสาหกรรม ฉบับที่ 4 พ.ศ. 2541 ที่กำหนดความดังเสียงต้องไม่เกิน 91 dB ติดต่อกันเป็นเวลา 7 ชั่วโมง ถ้าเกินกว่านี้ อาจจะส่งผลต่อปัญหาด้านสุขภาพ และถือว่าเกินค่ามาตรฐานที่กฎหมายกำหนด ร่วมถึงภาพอากาศที่ร้อนขึ้นทุกวัน ทำให้แต่ละหน่วยงานก็ได้มีความพยายามในการแก้ปัญหาจากมลพิษทางเสียง และความร้อนในรูปแบบของการกำหนดความเข้มของเสียง การหาวิธีและวัสดุดูดซับเสียง ซึ่งวัสดุที่ดูดซับเสียง จะมีวิธีการจัดทำในรูปแบบที่หลากหลายแต่ส่วนใหญ่จะผลิตจากวัสดุสังเคราะห์ เช่น แผ่นโฟม และฉนวนใยแก้วซึ่งเป็นวัสดุที่แพร่หลาย ในปัจจุบันมีการนำวัสดุที่มีอยู่ในธรรมชาติมาใช้ทดแทน ช่วยให้การใช้พลังงานตลอดจนสารเคมีและสารพิษที่ใช้ในกระบวนการผลิตวัสดุสังเคราะห์ลดลง จากทฤษฎีของเสียง วัสดุที่เป็นเส้นใยหรือวัสดุที่มีความพรุนสามารถที่จะลดลงพลังงานของเสียงลงได้ (ปรีชญา รังสิรักษ์, 2541) และวัสดุตามธรรมชาติบางชนิดที่สามารถทำฉนวนกันความร้อนได้ทำให้ลดการใช้ไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศได้อย่างมาก

ดังนั้นทางคณะผู้จัดทำจึงทำการทดลองเบื้องต้น เพื่อศึกษาเส้นใยพืชในธรรมชาติที่มีสมบัติในการดูดซับเสียงและเป็นฉนวนกันความร้อนไปในตัว โดยศึกษา ดอกธูปฤๅษี ใยมะพร้าว และ แกลบ

สมมุติฐานและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ที่นำมาใช้

เส้นใยดอกธูปฤๅษีผสมตามสัดส่วนการทดลอง มีประสิทธิภาพเป็นแผ่นฉนวนกันความร้อนแบบซับเสียงได้

วัตถุประสงค์

  1. เพื่อศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างเส้นใยดอกธูปฤๅษีต่อตัวประสานในการขึ้นรูปทำ

แผ่นฉนวนกันความร้อนแบบซับเสียง

  1. เพื่อศึกษาชนิดตัวประสานที่เหมาะสมในการขึ้นรูปทำแผ่นฉนวนกันความร้อนแบบซับเสียง

แผนการดำเนินงาน

แบ่งการทดลองเป็น 2 ส่วน

ส่วนที่ 1การหาประสิทธิภาพการดูดซับเสียง จากเส้นใยดอกธูปฤๅษี

ส่วนที่ 2 การเป็นฉนวนกันความร้อนจากใยมะพร้าว และแกลบ

ขั้นตอนการดำเนินโครงงาน

  1. ศึกษาชนิดตัวประสาน(กาวลาเท็กซ์ และกาวแป้งมัน

  2. ศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมระหว่างเส้นใยดอกธูปฤๅษีต่อตัวประสาน

  3. ศึกษาความสามารถในการดูดซับเสียงของแผ่นฉนวนกันความร้อนแบบซับเสียงจากเส้นใยดอกธูปฤๅษีที่มีความหนาแตกต่างกัน

  4. ศึกษาความสามารถในการกันความร้อนจากเส้นใยดอกธูปฤๅษีที่มีอัตราส่วนของการผสมกับใยมะพร้าว และแกลบที่ต่างกัน

ผลการทดลอง/ ทดสอบเบื้องต้น(ถ้ามี)

อัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดของมวลเส้นใยดอกธูปฤๅษีต่อกาวลาเท็กซ์ คือ 200 : 30 g/cm3 เพราะสามารถขึ้นรูปได้ตามแบบพิมพ์และแกะออกจากแบบพิมพ์ได้ เนื่องจากดอกธูปฤๅษีมีลักษณะเส้นใยที่ละเอียดและเป็นขนเล็กๆจึงจับตัวกันได้ดี แผ่นซับเสียงจาก เส้นใยดอกธูปฤๅษีสามารถซับเสียงได้ดีที่สุดในความถี่ 3000 Hz โดยด้านความหนา 2 cm ดูดซับเสียงได้ดีกว่า 1 cm เนื่องจากมีความพรุนมากกว่า ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนจากใยมะพร้าวมีค่ามากที่สุด และจากแกลบมีค่าน้อยที่สุด ซึ่งในการผลิตฉนวนกันความร้อนที่ดีจะต้องมีค่า สัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ต่ำ พื้นผิวฉนวนกัน ความร้อนจากแกลบมีพื้นผิวที่มีรูพรุนมาก ซึ่งสามารถทำให้อากาศถ่ายเทและไหลได้สะดวก จึงส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนต่ำเมื่อเทียบกับเส้นใยอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับฉนวนกันความร้อนจากเชิงพาณิชย์ เท่ากับ 0.035 W/m•K พบว่าฉนวนกันความร้อนจากเส้นใยธรรมชาติ มีค่า สัมประสิทธิ์การนำความร้อนดีกว่าฉนวนกันความร้อนจากเชิงพาณิชย์