Mi a legjobb kialakítás egy fröccsenésmentes piszoárhoz? A fizikának most megvan a válasza

A Waterloo Egyetem tudósai meghatározták a fröccsenésmentes piszoár optimális kialakítását: egy hosszú, karcsú porcelántestet, amelynek ívei egy nautilus kagylóra emlékeztetnek, és a „Nauti-loo” nevet kapta. Ez jó hír azoknak a férfiaknak, akik belefáradtak a nadrágjukra és cipőjükre ömlő vizeletbe – és azoknak a szegény lelkeknek, akiknek rendszeresen fel kell takarítaniuk minden foltot. Bónusz: Ez egy nagyon esztétikus kialakítás, amely egy nyilvános fürdőszoba gerincét ad egy csipetnyi stílust.

„Az ötlet pontosan ott született, ahol gondolod” – mondta Zhao Pan, Waterloo Mondd el a New Scientistnek. „Azt hiszem, a legtöbben kissé figyelmetlenek voltunk a bejegyzéseinkben, és lenéztünk, hogy foltos nadrágot viselünk. Senki sem szeret mindenhova pisilni, szóval miért nem készítünk piszoárt, ahol a fröccsenés nagyon valószínűtlen?” Végzős diákja, Kavishan Thriyaraja , Mutassa be az eredményeket Ebből a kutatásból az American Physical Society (APS) a múlt héten Találkozó a folyadékdinamikáról Indianapolisban.

Nem ez az első alkalom, hogy a tudósok megpróbálják kezelni ezt a problémát. Pan Tad Truscott gépészmérnök egykori végzős hallgatója, aki megalapította az ún.Splash Lab„A Utah Állami Egyetemen. 2013-ban a Splash Lab (akkor még a Brigham Young Egyetemen) adott néhány hasznos tanácsot arra vonatkozóan, hogyan kerüljék el a férfiak, hogy vizeletspray kerüljön a khaki nadrágjukra, miközben a mellékhelyiségben ürítenek.” A WC-n ülni a legjobb, mert kevesebb távolságot kell megtennie a vizeletnek a tálhoz vezető úton.” Korábban a Gizmodóban írták. „Ha a klasszikus állástechnikát választja, a tudósok azt tanácsolják, hogy álljon a vizeldehez a lehető legközelebb, és próbálja meg a vizelde háta felé ferdén lefelé irányítani a patakfolyást.”

Azok számára, akiknek hiányzik az optimális fröccsenésgátló módszer, egy másik Truscott végzős hallgató, Randy Heard ajánl Tökéletes kialakítás Fröccsenésmentes piszoár behelyezéshez 2015 APS Fluid Dynamics Meeting. A bejegyzéseknek három alapvető típusa van. Az egyik nedvszívó kendőt használ, hogy minimálisra csökkentse a fröccsenést; egy másik méhsejt szerkezetet használ – egy magas réteget (kis oszlopok tartanak), perforációkkal –, így a vizeletcseppek áthaladnak, de nem jön ki permet; A harmadik típus oszlopcsoportot tartalmaz. A nedvszívó szövetek azonban nem képesek elég gyorsan felszívni a folyadékot, és gyorsan telítődnek, míg a csalánkiütésekből és mátrixoszlopokból álló szerkezetek nem akadályozzák meg a vizeletmedencék fokozatos kialakulását.

Hurd és Truscott belső kialakítását egy szuper nedvszívó alga ihlette (Syntrichia caninervis) nagyon száraz éghajlaton virágzik, ezért nagyon jól képes a lehető legtöbb vizet összegyűjteni és tárolni. És rájöttek, hogy az ember által készített anyagot az úgynevezett „Fanta BlackAz algák abszorpciós tulajdonságait szimulálva. Lemásolták ennek az anyagnak a szerkezetét a piszoárba való behelyezéshez, és azt találták, hogy sikeresen gátolja a vizeletcseppek kiszökését – gyakorlatilag „vizelet fekete lyukként” működik.

A hölgyeket sem zárták ki ebből a tudományos pisizni való versenyből. A nők vizeletcseppet is tapasztalnak, különösen akkor, ha orvosi vizsgálat céljából egy csészébe kell vizelni. 2018-ban a Splash Lab kísérletsorozatot végzett az anatómiailag helyes női húgycső modelljével. (Lágy polimert használtak a szeméremajkak modellezésére) Az eredmények inspirálták Az „Orchidea” (szabadalmaztatott) terve, A Tölcsér alakú rögzítés Vizeletcsészékhez, amelyek csökkentik a kifolyást. A kutatás olyan eszközökhöz vezethet, amelyek lehetővé teszik a nők számára, hogy állva vizeljenek, ami áldás lenne a katonaságban dolgozó nők vagy az ezen a területen dolgozó akadémikusok számára.

Pan szerint a fröccsenésmentes piszoár optimális kialakításának kulcsa az, hogy a vizeletsugár milyen szögben éri a porcelán felületét; Elég kicsi a szög, és nem lesz fröccsenés. Ehelyett sima áramlást kap a felületen, ami megakadályozza, hogy a cseppek elszálljanak. (És igen, van egy kritikus küszöbérték, amelynél a vizelet áramlása a fröccsenésről zökkenőmentesen öblítésre vált át, mert fázisátalakulások mindenhol jelen vannak – még a nyilvános mellékhelyiségeinkben is.) És kiderül, hogy a kutyák már meghatározták az optimális szöget, ahogy felemelkednek. a lábukat vizelni, és amikor pásztáznak et al. Ezt számítógépen tervezték, és az emberi lény számára optimális szöget 30 fokban határozták meg.

Pan és csapata egy sor kísérletet is végzett festett folyadékokkal, amelyeket különböző sebességű fúvókákkal permeteztek be egy sor szintetikus piszoár kialakításra (lásd a felső képet), amelyek sűrű epoxibevonatú habból készültek – beleértve a szokásos kereskedelmi formát és a Marcel Duchamp használt híres (és vitatott) 1917-es művészeti installációjában.”La Fontaine. Mindannyian különböző mértékű fröccsenést produkáltak, amit a tudósok papírtörlővel töröltek le. Lemérték a nedves törülközőket, és összehasonlították azt a permet mennyiségével, amikor a papírtörlő megszáradt, hogy megbecsüljék a permet mennyiségét. Minél nehezebb a nedves törülköző, annál nagyobb a splashback.

A következő lépés egy olyan kialakítás felfedezése volt, amely optimális vizeletáramlási szöget biztosít a férfiak számára, széles magassági tartományban. A szokásos sekély, téglalap alakú doboz helyett a nautilus kagyló íves szerkezetére szálltak. Megismételték a szimulált vizeletáram-kísérleteket a prototípusokkal, és voilá! Nem vették észre, hogy egyetlen csepp kifröccsent. Összehasonlításképpen, más vizelde-konstrukciók akár 50-szer több vizet termeltek, mint egy locsoló. Volt egy kör alakú kialakítás háromszög alakú nyílással, amely jobban teljesített, mint a Nauti-loo a kísérletekben, de Pan et al. Kapcsolja le, mert nem fog működni sok magassági tartományban.