Какой дизайн лучше всего подходит для писсуара без брызг? Физика уже знает ответ

Ученые из Университета Ватерлоо определили оптимальную конструкцию писсуара без брызг: длинный тонкий корпус из фарфора с изгибами, напоминающими раковину наутилуса, получивший название «Наути-лу». Это хорошая новость для мужчин, которые устали от того, что моча проливается на их штаны и обувь, а также для бедняков, которым приходится регулярно вычищать каждое пятно. Бонус: это очень эстетичный дизайн, который придает общественной ванной классный вид.

«Идея возникла именно там, где вы думаете», — Чжао Пань из Ватерлоо. Расскажите Новому Ученому. «Я думаю, что большинство из нас были немного невнимательны в наших сообщениях и посмотрели вниз, чтобы обнаружить, что мы носили пятнистые штаны. Никто не любит мочиться везде, так почему бы просто не сделать писсуар, где маловероятно разбрызгивание?» Его аспирант Кавишан Трияраджа , Представьте результаты Из этого исследования, проведенного Американским физическим обществом (APS) на прошлой неделе. Встреча по гидродинамике в Индианаполисе.

Это не первый случай, когда ученые пытаются решить эту проблему. Пан — бывший аспирант Тэда Траскотта, инженера-механика, основавшего так называемую «Всплеск Лаборатория«В Университете штата Юта. В 2013 году Splash Lab (тогда еще в Университете Бригама Янга) предоставила несколько полезных советов о том, как мужчинам следует избегать попадания мочи на штаны цвета хаки, когда они испражняются в туалете». Лучше всего сидеть на унитазе, потому что моча проходит меньшее расстояние на пути к унитазу». Ранее написано на Gizmodo. «Если вы выбираете классическую технику стоя, ученые советуют встать как можно ближе к писсуару и попытаться направить струю под углом вниз к задней части писсуара».

Для тех, кому не хватает оптимального метода защиты от брызг, другой аспирант Truscott, Рэнди Херд, предлагает Идеальный дизайн Для установки писсуара без брызг 2015 Совещание APS по гидродинамике. Существует три основных типа записей. Один использует впитывающую ткань, чтобы свести брызги к минимуму; в другом используется сотовая структура — приподнятый слой (удерживаемый небольшими шестами) с перфорацией — так что капли мочи проходят, но брызги не выходят; Третий тип содержит группу столбцов. Однако абсорбирующие ткани не могут достаточно быстро впитывать жидкость и быстро насыщаются, а структуры, состоящие из ульев и матричных столбиков, не препятствуют постепенному образованию луж мочи.

Дизайн интерьера Hurd and Truscott был вдохновлен разновидностью водорослей, обладающих сверхвысокой поглощающей способностью (Синтрихия канинервис) процветает в очень сухом климате и поэтому очень хорошо собирает и хранит как можно больше воды. И они обнаружили, что материал, сделанный человеком, называется «Фанта Блэкмоделируя абсорбционные свойства водорослей. Они скопировали структуру этого материала для вставки в писсуар и обнаружили, что он успешно предотвращает утечку капель мочи, эффективно действуя как «черная дыра в моче».

Дамы не были исключены из этого научного состязания по мочеиспусканию. Женщины также сталкиваются с недержанием мочи, особенно когда им нужно помочиться в чашу для медицинских целей. В 2018 году Splash Lab провела серию экспериментов с моделью анатомически правильной женской уретры. (Они использовали мягкий полимер для моделирования половых губ) Вдохновленный результатами (Запатентованный) дизайн «Орхидея», А Насадка в виде воронки Для чашек для мочи, которые уменьшают проливание. Исследование может привести к созданию устройств, позволяющих женщинам мочиться стоя, что станет благом для женщин-военных или ученых, работающих в этой области.

По словам Пана, ключом к оптимальной конструкции писсуара без брызг является угол, под которым струя мочи попадает на фарфоровую поверхность; Возьмите достаточно маленький угол, и брызг не будет. Вместо этого вы получаете плавный поток по поверхности, что предотвращает стекание капель. (И да, существует критический порог, при котором поток мочи плавно переходит от брызг к смыванию, потому что фазовые переходы есть везде — даже в наших общественных туалетах.) И оказывается, собаки уже определили оптимальный угол при подъеме. их ноги, чтобы помочиться, и когда они и другие. Они разработали это на компьютере и определили оптимальный угол для человека в 30 градусов.

Пан и его команда также провели серию экспериментов с окрашенными жидкостями, распыляемыми струями с разной скоростью в ряд синтетических конструкций писсуаров (см. верхнее изображение), сделанных из плотной пены с эпоксидным покрытием, включая стандартную коммерческую форму и писсуар, похожий на тот, который Марсель Дюшан использовал в своей знаменитой (и неоднозначной) художественной инсталляции 1917 года».Лафонтен. Все они производили брызги различной степени, которые ученые вытерли бумажными полотенцами.Они взвесили влажные полотенца и сравнили это с количеством брызг, когда бумажные полотенца высохли, чтобы оценить количество брызг.Чем тяжелее влажные полотенца, тем больше фартук.

Следующим шагом было открытие конструкции, которая обеспечивала бы оптимальный угол потока мочи для мужчин в широком диапазоне роста. Вместо привычной неглубокой коробки в виде прямоугольника они приземлились на изогнутую структуру раковины наутилуса. Они повторили эксперименты с имитацией струи мочи с прототипами. и вуаля! Они не заметили ни одной разбрызганной капли. Для сравнения, писсуары других конструкций производили в 50 раз больше воды, чем разбрызгиватели. Была одна круглая конструкция с треугольным отверстием, которая на испытаниях показала себя лучше, чем Наути-лу, но Пан и другие. Отключите его, потому что он не будет работать в широком диапазоне высот.