물이 튀지 않는 소변기에 가장 적합한 디자인은 무엇입니까? 물리학은 이제 답을 가지고 있습니다

워털루 대학교(University of Waterloo)의 과학자들은 앵무조개 껍질을 연상시키는 곡선이 있는 길고 가느다란 도자기 본체인 “Nauti-loo”라고 불리는 물 튀김 방지 소변기에 대한 최적의 디자인을 확인했습니다. 이것은 바지와 신발에 소변을 흘리는 것에 지친 남성들과 모든 얼룩을 정기적으로 청소해야 하는 불쌍한 영혼들에게 희소식입니다. 보너스: 공중 화장실의 중추에 품격을 더해주는 매우 미학적으로 만족스러운 디자인입니다.

Waterloo의 Zhao Pan은 “아이디어는 정확히 생각했던 곳에서 시작되었습니다.” 새로운 과학자에게 말하십시오. “제 생각에 우리 대부분은 게시물에서 약간 부주의했고 우리가 얼룩진 바지를 입고 있는 것을 발견했습니다. 아무데나 오줌 누는 것을 좋아하지 않는데 왜 물이 튀지 않을 가능성이 높은 소변기를 만드는 것이 좋을까요?” 그의 대학원생 Kavishan Thriyaraja , 결과 발표 지난 주 미국물리학회(APS)에서 진행된 이 연구에서 유체 역학 회의 인디애나폴리스에서.

과학자들이 이 문제를 해결하려고 시도한 것은 이번이 처음이 아닙니다. Pan은 소위 “스플래쉬 랩“Utah State University에서. 2013년에 Splash Lab(당시 Brigham Young University)은 남자들이 화장실에서 배변할 때 카키색 바지에 소변 스프레이가 묻지 않도록 하는 방법에 대한 몇 가지 유용한 조언을 제공했습니다.” 변기에 앉는 것이 가장 좋은데, 그 이유는 소변이 대야까지 이동하는 거리가 더 짧기 때문입니다.” 이전에 Gizmodo에서 작성. “고전적인 기립 기술을 선택하는 경우 과학자들은 가능한 한 소변기에 가까이 서서 흐름이 소변기 뒤쪽을 향해 아래쪽으로 비스듬히 향하도록 조언합니다.”

최적의 튐 방지 방법이 부족한 사람들을 위해 또 다른 Truscott 대학원생인 Randy Heard는 다음과 같은 제안을 합니다. 완벽한 디자인 물이 튀지 않는 소변기 삽입용 2015년 APS 유체 역학 회의. 항목에는 세 가지 기본 유형이 있습니다. 흡수성 천을 사용하여 물이 튀는 것을 최소화합니다. 다른 하나는 천공이 있는 돌출된 층(작은 기둥으로 고정)인 벌집 구조를 사용하여 소변 방울은 통과하지만 스프레이는 나오지 않습니다. 세 번째 유형은 열 그룹을 포함합니다. 그러나 흡수성 직물은 액체를 충분히 빨리 흡수할 수 없고 빠르게 포화되는 반면 벌통과 매트릭스 기둥으로 구성된 구조는 소변 웅덩이가 점진적으로 형성되는 것을 막지 못합니다.

Hurd와 Truscott의 인테리어 디자인은 일종의 초흡수성 조류(신트리키아 카니네르비스) 매우 건조한 기후에서 번성하므로 가능한 한 많은 물을 모으고 저장하는 데 매우 능숙합니다. 그리고 그들은 인간이 만든 물질이 “환타 블랙그들은 조류의 흡수 특성을 시뮬레이션하여 소변기에 삽입하기 위해 해당 물질의 구조를 복사하여 소변 방울이 빠져나가는 것을 성공적으로 중지시켜 효과적으로 ‘소변 블랙홀’로 작용한다는 것을 발견했습니다.

이 과학 소변 경연 대회에서 여성도 제외되지 않았습니다. 여성은 또한 소변 유출을 경험하는데, 특히 의료 검사 목적으로 컵에 소변을 봐야 할 때 가장 두드러집니다. 2018년 Splash Lab은 해부학적으로 올바른 여성 요도 모델과 관련된 일련의 실험을 수행했습니다. (그들은 부드러운 폴리머를 사용하여 음순을 모델링했습니다) 결과에서 영감을 얻음 “Orchid”의 (특허받은) 디자인, A 깔때기 모양의 부착물 유출을 줄이는 소변 컵용. 이 연구는 여성이 서서 소변을 볼 수 있는 장치로 이어질 수 있으며, 이는 이 분야에서 일하는 여성이나 학자에게 도움이 될 것입니다.

Pan에 따르면 물이 튀지 않는 소변기의 최적 설계의 핵심은 소변 흐름이 도자기 표면에 닿는 각도입니다. 충분히 작은 각도를 얻으면 튀는 일이 없을 것입니다. 대신 표면 전체에 부드러운 흐름이 나타나 물방울이 떨어지는 것을 방지합니다. (그렇습니다. 소변의 흐름이 튀는 것에서 부드럽게 씻는 것으로 전환되는 중요한 임계값이 있습니다. 왜냐하면 위상 전환은 모든 곳에서, 심지어 공중 화장실에서도 발생하기 때문입니다. 소변을 보기 위해 다리를 움직이고 패닝할 때 외. 그들은 이것을 컴퓨터에서 설계했고 인간에게 최적의 각도를 30도로 고정했습니다.

Pan과 그의 팀은 또한 조밀한 에폭시 코팅 폼으로 만들어진 다양한 합성 소변기 디자인(상단 이미지 참조)에 염색된 액체를 다양한 속도로 분사하여 일련의 실험을 수행했습니다. 마르셀 뒤샹(Marcel Duchamp)이 그의 유명한(그리고 논쟁의 여지가 있는) 1917년 예술 설치에서 사용한 것”라 퐁텐. 그들은 모두 다양한 정도의 튀는 정도를 발생시켰고, 과학자들은 종이 타월로 이를 닦아내고 젖은 타월의 무게를 측정하고 이를 종이 타월이 건조되었을 때의 분무량과 비교하여 분무량을 추정했습니다. 스플래쉬백.

다음 단계는 다양한 높이의 남성에게 최적의 소변 흐름 각도를 제공하는 디자인을 발견하는 것이었습니다. 직사각형 형태의 일반적인 얕은 상자 대신 노틸러스 껍질의 곡선 구조에 착륙했습니다. 그들은 프로토타입으로 모의 소변 흐름 실험을 반복했습니다. 짜잔! 그들은 한 방울이 튀는 것을 알아차리지 못했습니다. 이에 비해 다른 소변기 디자인은 스프링클러보다 최대 50배 더 ​​많은 물을 생산했습니다. 시도에서 Nauti-loo보다 성능이 좋은 삼각형 모양의 개구부가 있는 원형 디자인이 하나 있었지만 Pan 외. 다양한 고도에서 작동하지 않으므로 설정을 낮추십시오.