ما هو أفضل تصميم لمبولة خالية من الرذاذ؟ الفيزياء لديها الجواب الآن

حدد العلماء في جامعة واترلو التصميم الأمثل لمبولة خالية من الرذاذ: هيكل طويل ورقيق من الخزف مع منحنيات تذكرنا بقشرة نوتيلوس ، أطلق عليها اسم “Naughty-Loo”. هذه أخبار جيدة للرجال الذين سئموا التبول على سراويلهم وأحذيتهم ، وللأرواح المسكينة الذين يتعين عليهم تنظيف كل الرذاذ بانتظام. المكافأة: إنه تصميم جذاب للغاية يمنح هذا الحمام العام لمسة من الصف.

قال تشاو بان من واترلو: “ولدت الفكرة حيث كنت تعتقد أنها ستكون” قال للعالم الجديد. يقول Kaveeshan Durairaja ، طالب الدراسات العليا: “كان معظمنا مهملاً قليلاً مع منشوراتنا ونظر إلى أسفل ليرى أننا كنا نرتدي سروالًا مرقطًا. لا أحد يحب التبول في كل مكان ، فلماذا لا نجعله يتبول؟” قدم النتائج تم تقديم البحث الأسبوع الماضي في الجمعية الفيزيائية الأمريكية (APS). اجتماع حول ديناميات السوائل في انديانابوليس.

ليست هذه هي المرة الأولى التي يحاول فيها العلماء حل هذه المشكلة. بون دود هو طالب دراسات عليا سابق في Truscott ، وهو مهندس ميكانيكي معروف باسم “.معمل سبلاش“في جامعة ولاية يوتا. في عام 2013 ، قدم مختبر سبلاش (ثم في جامعة بريغهام يونغ) بعض النصائح البسيطة حول كيفية تجنب بقع البول المتناثرة على سراويل الرجال الكاكي عندما يقضون حاجتهم في دورات المياه.” من الأفضل الجلوس على المرحاض. . تقنية ، لأن هناك مسافة أقل للتبول في الرحلة إلى الوعاء ” كتبه سابقًا على موقع Gizmodo. “إذا اخترت أسلوب الوقوف الكلاسيكي ، ينصح العلماء بالوقوف بالقرب من المبولة قدر الإمكان ومحاولة توجيه التيار بزاوية لأسفل باتجاه الجزء الخلفي من المبولة.”

بالنسبة لأولئك الذين ليس لديهم أفضل تقنية لمكافحة الرش ، قدم راندي هيرد ، وهو طالب دراسات عليا آخر في Truscott ، واحدة. تصميم محسن لإدخال مبولة خالٍ من الرذاذ 2015 اجتماع ميكانيكا الموائع APS. هناك ثلاثة أنواع أساسية من الإدخالات. يستخدم المرء قطعة قماش ماصة لتقليل التناثر ؛ يستخدم الآخر بنية قرص العسل – طبقة مرتفعة (مثبتة بواسطة أعمدة صغيرة) بها ثقوب – بحيث تمر قطرات البول من خلالها ولكن لا يخرج البقع ؛ والنوع الثالث عبارة عن سلسلة من الأعمدة. ومع ذلك ، تمتص الأقمشة الماصة ما يكفي من السوائل لتصبح مشبعة بسرعة ، بينما لا تمنع الهياكل المكونة من خلايا النحل والأعمدة المتدرجة التكوين التدريجي لبرك البول.

استوحى تصميم Hurt and Truscott الداخلي من نوع من الطحالب فائقة الامتصاص (Syntrichia caninervis) تزدهر في المناخات الجافة جدًا وبالتالي فهي جيدة جدًا في جمع وتخزين أكبر قدر ممكن من المياه. ووجدوا شيئًا من صنع الإنسان يسمى “.فانتا بلاك“يحاكي الخصائص الماصة للطحالب. لقد قاموا بتكرار بنية المادة لإدخال البول ووجدوا أنها نجحت في منع قطرات البول من الهروب – بشكل فعال” ثقب أسود للبول “.

لا يتم استبعاد النساء من مسابقة التبول العلمية هذه. كما تعاني النساء من تسرب البول خاصة عندما يضطررن للتبول في كوب لإجراء فحوصات طبية. في عام 2018 ، أجرى مختبر سبلاش سلسلة من التجارب التي تضمنت نموذجًا لمجرى البول الأنثوي الصحيح تشريحيًا. (استخدموا بوليمرًا ناعمًا لنمذجة الشفرين) نتائج مبهرة (براءة اختراع) تصميم “الأوركيد” ، أ رابط على شكل قمع لأكواب المسالك البولية التي تقلل من التسرب. يمكن أن يؤدي البحث إلى أجهزة تسمح للمرأة بالتبول وهي واقفة ، نعمة للنساء في الجيش أو الأكاديميات العاملات في هذا المجال.

وفقًا لـ Pan ، فإن مفتاح تصميم مبولة خالٍ من الرذاذ هو الزاوية التي يصل فيها تيار التبول إلى سطح السيراميك ؛ احصل على زاوية صغيرة بما يكفي ولن يكون هناك تناثر. بدلاً من ذلك ، تحصل على تدفق سلس عبر السطح ، مما يمنع القطرات من التطاير. (نعم ، هناك عتبة حرجة لتدفق البول للانتقال من الرش إلى التدفق السلس ، لأن انتقالات الطور موجودة في كل مكان – حتى في دورات المياه العامة لدينا.) وقد حددت الكلاب بالفعل الزاوية المثلى لرفعها. أرجل للتبول ، وقلي أثناء التبول واشياء أخرى عديدة. قاموا بنمذجة على جهاز كمبيوتر وحددوا الزاوية المثلى للإنسان عند 30 درجة.

أجرى بان وفريقه سلسلة من الاختبارات على مجموعة من تصاميم البول الزائف (انظر الصورة أعلاه) المصنوعة من رغوة كثيفة مغلفة بالإيبوكسي ، مع سوائل مصبوغة تم رشها في نفاثات بسرعات مختلفة – بما في ذلك الشكل التجاري القياسي والبول. استخدمه مارسيل دوشامب في تركيبته الفنية الشهيرة (والمثيرة للجدل) لعام 1917 “لافونتين“أنتجت جميعها كميات متفاوتة من البقع ، والتي مسحها العلماء بالمناشف الورقية. قاموا بوزن المناشف المبللة وقارنوا مقدار وزن المناشف الورقية عند التجفيف لحساب حجم الرذاذ. كانت المناشف المبللة تزن المزيد من البقع.

تتمثل الخطوة التالية في العثور على تصميم يوفر زاوية تدفق البول المثلى للرجال من مجموعة واسعة من الارتفاعات. بدلاً من الصندوق الضحل المستطيل المعتاد ، هبطوا في الهيكل المنحني لقذيفة نوتيلوس. كرروا اختبارات محاكاة تدفق البول مع نماذج أولية ، وفويلا! لم يلاحظوا قطرة واحدة تتناثر. بالمقارنة ، أنتجت تصميمات مبولة أخرى 50 مرة أكثر من رشاش الماء. كان أداء التصميم الدائري بفتحة مثلثة أفضل من أداء Nauti-loo في الاختبارات ، لكن أداء Pan واشياء أخرى عديدة. رفضه لأنه لن يعمل على نطاق واسع من الارتفاعات.