מַדָע

הנדסת אש: כיצד לבנות את האש הטובה ביותר מבחינה מדעית

הנדסת אש: כיצד לבנות את האש הטובה ביותר מבחינה מדעית


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

אש היא אולי התהליך המכריע ביותר לקיום חיים תרבותיים, אך עם זאת זה לא פשוט כמו להדליק גפרור. יש דרך להנדס מושלמת אש כדי למקסם את חלוקת החום, קצב צריבה ויעילות. בואו נפטר.

מה שאש צריכה

המדורה זקוקה לשלושה דברים כדי להתרחש: חמצן, חום ודלק. זהו משולש האש הבסיסי, אך יצירת אש מושלמת אינה פשוט כל כך. תאמינו או לא, כמה מחקרים פורסמו בנוגע למה שנדרש ליצירת אש מושלמת, והידועה ביותר היא צוות מצוות באוניברסיטת דיוק, שפורסם ב- Nature Scientific Reports. הצוות בחן את הדרכים הרבות השונות בהן אנשים מקימים מדורות ומצא כי השריפות הטובות ביותר רחבות בערך כמו שהן גבוהות. זה מנציח את צורת הפירמידה הבסיסית ששימשה במשך גילאים. עם זאת, מסקנה אינה דבר אם היא לא נתמכת על ידי נתונים.

הצוות פיתח משוואה המתווה את צורת האש כפונקציה של הטמפרטורה אשר ניתן לראות להלן. כאשר יחס הגובה (H) לסולם אורך הבסיס (D) שווה לערך אחד, הצוות מצא שטמפרטורת האש הייתה הגבוהה ביותר. סולם אורך הבסיס הוא יחידה שהצוות השתמש בה כדי להתעלם מצורת האש במחקר, למשל, אש מרובעת ברוחב W תהיה באותו ערך D כמו לאש חרוטית בקוטר השווה לרוחב W.

הבנת המתמטיקה

הסיבה לטווח מוליכות תרמית מקסימלית זה סביב יחס H / D של אחד נמצאה כיכולת האוויר לזרום דרך הצפיפויות המשתנה בתוך האש ומחוצה לה. כל אש נתונה מוזנת בחמצן באמצעות הפרש לחץ עם האוויר סביבו. בזמן שהאש בוערת, נבנה פנימה אוויר חם בצפיפות נמוכה, ואוויר בצפיפות גבוהה קר (יחסית) יושב סביב האש. קצב זרימת האוויר דרך הפרש הלחץ תלוי בצפיפות האוויר שמסביב (ρ), תאוצה הכבידה (g), מקדם ההתפשטות התרמית באש (β), הפרש הטמפרטורה (ΔT) וה- גובה (H) של האש. הצוות התייחס למונחים אלה במשוואה הבאה.

ΔP ~ρgβΔTH

בסופו של דבר נמצא כי זרימת האוויר הוגדלה ככל שיחס הגובה לבסיס היה אחד, כפי שפורט לעיל. כמו שכל מהנדס טוב היה, כאשר הם הכירו בנקודה זו של יעילות מרבית, הם עברו להבין את התנהגות השריפות בצורות קיצוניות, אש רחבה קצרה ואש רזה גבוהה.

קשורים: הסיבות שהשריפה של השם הלא-מסדר היה כל כך מתריעה לכבאים

כאשר בחנו את הקיצון הרזה הגבוה יותר, הצוות מצא שככל שמשטח האש נעשה גבוה יותר, בעוד שהנפח נשאר זהה, המרחק מכל נקודה נתונה פנימית למבנה פחת. הם קשרו את צפיפות האוויר שמסביב לאזור החתך של מבנה האש. בתורו, הצוות מצא שככל שאש גברה באופן יחסי, טמפרטורת הגוף יורדת באופן אקספוננציאלי.

הצוות מצא כעת את מה שהם כינו את הגבול הגבוה לשריפות. בהמשך, הם חיפשו את הגבול הרדוד לשריפה. באמצעות משוואות דומות אך מעט מגוונות, החוקרים גילו כי ככל שגוף האש נעשה רדוד יותר, טמפרטורת הגוף יורדת באופן אקספוננציאלי. בסך הכל הם מצאו את הנקודה המתוקה של הגובה שווה לרוחב, או לקוטר, מאפשרת לנשימה מקסימאלית, ולכן יעילות, בהתחשב בהפרשי טמפרטורה ולחץ סטנדרטיים באוויר שמסביב.

בחירת המשתנים הנכונים

מעבר למתמטיקה של זרימת האוויר של המדורה, ישנם גם הבדלים סבירים בשריפות של עצים שונים. כדי להפעיל שריפה, תזדקק למקור דלק שנשרף ומתלקח במהירות. לשם כך ניתן להשתמש בעץ רך כמו אורן או אשוח. זה ייצור להבה בוערת במהירות חמה. לאחר שריפת האש שלך, בחר להוסיף עץ קשה, כמו ליבנה או מייפל. העץ גם צריך להיות יבש, או שהאש שלך יכולה להרוות או להוציא אנרגיה עודפת בעשן.

קשורים: חצי מיליון דבורים בטקסות נהרגו לאחר שמישהו הצית אותם

הנדסה למדורה המושלמת קשורה יותר לתרמודינמיקה וצפיפות החומרים, אם כי המחקר של דיוק, ואחרים, אישר רק כיצד בני האדם מבעירים אש במשך עידנים. למצרים הקדומים הייתה ירידת הגובה הפירמידית ביחס הבסיס לפני מאות שנים, ולרוב טכניקת הכנת האש הזו הפכה לידע בסיסי. עם זאת, עכשיו אתה יכול לעצבן את החברים שלך שאינם הנדסיים במתמטיקה שמאחורי מדורה, אתה בטח תהיה להיט במסיבה הבאה שלך.


צפו בסרטון: מערכות יניקה משולבות Securiton (פברואר 2023).