Какъв е най-добрият дизайн за писоар без пръски? Физиката вече има отговора

Учени от Университета на Ватерло са идентифицирали оптималния дизайн за писоар без пръски: дълго, тънко тяло от порцелан с извивки, напомнящи черупка на наутилус, наречено „Nauti-loo“. Това е добра новина за мъжете, които са уморени от разливане на урина по панталоните и обувките им – и за бедните души, които трябва редовно да почистват всяко петно. Бонус: Това е много естетически приятен дизайн, който придава на гръбнака на обществена баня докосване на класа.

„Идеята възникна точно там, където си мислите, че се е появила“, Джао Пан от Waterloo Кажете на New Scientist. „Мисля, че повечето от нас бяха малко невнимателни в публикациите си и погледнахме надолу, за да открием, че носим панталони на петна. Никой не обича да пикае навсякъде, така че защо просто да не направим писоар, където пръскането е много малко вероятно?“ Неговият студент Кавишан Трияраджа , Представете резултатите От това изследване по време на Американското физическо общество (APS) миналата седмица Среща по динамика на флуидите в Индианаполис.

Това не е първият път, когато учените се опитват да се справят с този проблем. Пан е бивш възпитаник на Тад Тръскот, машинен инженер, който основава т.нар.Splash Lab„В държавния университет на Юта. През 2013 г. Splash Lab (тогава в университета Бригъм Йънг) предостави някои полезни съвети за това как мъжете трябва да избягват да получават спрей от урина върху панталоните си в цвят каки, ​​докато дефекират в тоалетните.“ Седенето на тоалетната е най-добро, защото има по-малко разстояние, което урината трябва да измине по време на пътуването си до купата. По-рано написано в Gizmodo. „Ако изберете класическата техника за изправяне, учените съветват да стоите възможно най-близо до писоара и да се опитате да насочите струята под ъгъл надолу към задната част на писоара.“

За тези, на които им липсва оптимален метод против пръски, друг студент от Truscott, Ранди Хърд, предлага Перфектен дизайн За поставяне на писоар без пръски 2015 г APS среща по динамика на флуидите. Има три основни типа записи. Човек използва абсорбираща кърпа, за да сведе до минимум пръскането; друг използва структура на пчелна пита – повдигнат слой (държан от малки стълбове) с перфорации – така че капки урина преминават през него, но не излиза спрей; Третият тип съдържа група колони. Въпреки това, абсорбиращите тъкани не могат да абсорбират течността достатъчно бързо и бързо се насищат, докато структурите, състоящи се от кошери и матрични колони, не предотвратяват постепенното образуване на басейни с урина.

Интериорният дизайн на Hurd and Truscott е вдъхновен от вид супер абсорбиращи водорасли (Syntrichia caninervis) вирее в много сух климат и следователно е много добър в събирането и съхраняването на възможно най-много вода. И те откриха, че материалът, направен от човека, се нарича „Fanta Blackсимулиране на абсорбционните свойства на водораслите. Те копираха структурата на този материал за вмъкване в писоара и откриха, че той успешно спира капките урина да избягат – ефективно действайки като „черна дупка в урината“.

Дамите също не бяха изключени от това състезание по научно пикаене. Жените също изпитват разливане на урина, най-вече когато трябва да уринират в чаша за медицински цели. През 2018 г. Splash Lab проведе серия от експерименти, включващи модел на анатомично правилната женска уретра. (Те използваха мек полимер за моделиране на срамните устни) Вдъхновен от резултатите (Патентованият) дизайн на „Орхидеята“, А Приставка във формата на фуния За чаши за урина, които намаляват разливането. Изследването може да доведе до устройства, които позволяват на жените да уринират изправени, което би било благодат за жените в армията или академиците, работещи в тази област.

Според Пан, ключът към оптималния дизайн на писоар без пръски е ъгълът, под който струята урина удря порцелановата повърхност; Вземете достатъчно малък ъгъл и няма да има пръски. Вместо това получавате плавен поток по повърхността, което предотвратява отлитането на капките. (И да, има критичен праг, при който потокът на урината се измества от пръскане към измиване плавно, защото фазовите преходи са навсякъде – дори в нашите обществени тоалетни.) И се оказва, че кучетата вече са определили оптималния ъгъл, докато се издигат краката им, за да уринират, и когато се движат et al. Те проектираха това на компютър и закрепиха оптималния ъгъл за човешко същество на 30 градуса.

Пан и неговият екип също така проведоха серия от експерименти с боядисани течности, пръскани в струи с различна скорост в редица синтетични дизайни на писоари (вижте горното изображение), направени от плътна пяна с епоксидно покритие – включително стандартна търговска форма и писоар, подобен на един, използван от Марсел Дюшан в Неговата прочута (и противоречива) арт инсталация от 1917 г.“Ла Фонтен. Всички те произвеждат различна степен на пръскане, което учените избърсват с хартиени кърпи. Те претеглят мокрите кърпи и го сравняват с количеството пръскане, когато хартиените кърпи изсъхнат, за да изчислят количеството пръскане. Колкото по-тежки са мокрите кърпи, толкова по-големи са обратното пръскане.

Следващата стъпка беше да се открие дизайн, който да осигури оптимален ъгъл на потока на урината за мъже в широк диапазон от височини. Вместо обичайната плитка кутия под формата на правоъгълник, те се приземиха върху извитата структура на черупката на наутилуса. Те повториха експериментите със симулирана струя урина с прототипите, и готово! Те не забелязаха нито една пръсната капка. За сравнение, други дизайни на писоар произвеждат до 50 пъти повече вода от спринклер. Имаше един кръгъл дизайн с отвор във формата на триъгълник, който се представи по-добре от Nauti-loo при изпитания, но Pan et al. Намалете го, защото няма да работи в широк диапазон от височини.