Τετάρτη, 17 Μαΐου 2017

Το σχήμα της τέλειας φωτιάς

Το σχήμα της τέλειας φωτιάς

Το σχήμα της τέλειας φωτιάς

Οι πιο αποδοτικές φωτιές έχουν πλάτος περίπου ίσο με το ύψος τους.
Σε όλα τα μέρη, όλες τις εποχές, οι άνθρωποι εφαρμόζουν τον κανόνα σχεδόν ενστικτωδώς


Ντέραμ, Βόρεια Καρολίνα 
Από τους νομάδες της Μογγολίας μέχρι τους προσκόπους που μαθαίνουν πώς να επιζούν στο δάσος, όλοι ανάβουν φωτιές με περίπου τον ίδιο τρόπο. Και τώρα ξέρουμε γιατί. Σε μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Scientific Reports», o Άντριαν Μπέχαν, καθηγητής Μηχανολογίας στο Πανεπιστήμιο Duke της Βόρειας Καρολίνας, δείχνει ότι οι πιο αποδοτικές φωτιές έχουν πλάτος περίπου ίσο με το ύψος τους.
«Οι φωτιές μας έχουν σχήμα κώνου ή πυραμίδας, με ύψος ίσο με το πλάτος της βάσης τους. Έχουν την ίδια εμφάνιση σε όλα τα μεγέθη, από τα ξύλα στο τζάκι μέχρι τα κούτσουρα και τα ξύλινα παγκάκια στο κέντρο της πανεπιστημιούπολης έπειτα από έναν μεγάλο αθλητικό αγώνα. Έχουν την ίδια εμφάνιση με τον σωρό από κάρβουνα που χρησιμοποιούμε για να ψήσουμε κρέας» αναφέρει ο Μπέχαν. «Ο λόγος είναι ότι αυτό το σχήμα είναι το πιο αποδοτικό όσον αφορά τη ροή αέρα και θερμότητας» εξηγεί. Οι υπολογισμοί που παρουσιάζει ο καθηγητής δείχνουν ότι η θερμοκρασία της φωτιάς είναι συνάρτηση της κατατομής του σωρού των καυσίμων.
H θερμοκρασία της φωτιάς (Τ) σε σχέση με το σχήμα του σωρού καυσίμων. Το V συμβολίζει τον όγκο της φωτιάς, το H το ύψος και το D το πλάτος (Πηγή: Adrian Bejan / Scientific Reports)
Αυτό σημαίνει ότι ένας σωρός με πλατιά βάση καίει σε υψηλότερη θερμοκρασία όταν το ύψος του αυξάνεται, ενώ αντίθετα σε ψηλόλιγνο σωρό η θερμοκρασία αυξάνεται όταν το ύψος μειώνεται. Επομένως, για τη μεγιστοποίηση της θερμοκρασίας, η καλύτερη λύση είναι ένας σωρός με περίπου ίσο πλάτος και ύψος. Η απάντηση προκύπτει από τους μαθηματικούς υπολογισμούς, περιέργως όμως οι άνθρωποι γνωρίζουν σχεδόν ενστικτωδώς τον κανόνα -και μόνο η γνώση ότι η φωτιά εξαρτάται από τη ροή αέρα αρκεί για να σχηματίσει κανείς έναν καλό σωρό από ξύλα ή κάρβουνα. Ο Μπέχαν, πάντως, παραδέχεται ότι το μαθηματικό μοντέλο του είναι το απλούστερο δυνατό, και ζητά περαιτέρω μελέτες για την επίδραση άλλων παραγόντων όπως είναι η κατεύθυνση και η ταχύτητα του ανέμου, το είδος των καυσίμων και η διάταξή των καυσίμων στη βάση της φωτιάς.http://www.tovima.gr