오늘날 유압 기술은 널리 보급되어 샤워를 하거나 정원에 물을 주거나 불을 끄는 모든 사람에게 혜택을 줍니다. 그러나 17세기와 18세기에는 압력 강하를 방해하지 않고 일정한 물의 흐름을 유지하는 것이 획기적인 발전이었습니다. 1666년, 양동이 소방대가 여전히 최고의 방어선이었을 때, 런던 대화재는 도시의 밀집된 목조 건물을 거의 모두 파괴했습니다. 이번 재난으로 인해 수십만 채의 가옥과 수십 개의 교회가 파괴되었으며, 이는 더 나은 소방 방법과 장비의 필요성을 강조했습니다.
1725년 Newham 소방차는 저자에게 Windkessel 효과를 연구하도록 영감을 주어 압력 하에서 지속적인 물 흐름의 지속적인 기술 뒤에 있는 물리학을 포착했습니다. 사진 제공: 이미지 제공: Colonial Williamsburg Foundation
소방혁신
획기적인 발전은 수동식 물 펌프에 부착된 가죽 튜브인 "물 빠는 벌레"의 발명이었습니다. 나중에는 공기를 압축하고 호스를 통해 지속적으로 물을 펌핑하여 일정한 물 흐름을 생성하는 나무 마차 바닥에 있는 방인 Windkessel이 등장했습니다.
1725년의 소방차에서 영감을 받은 저자는 AIP Press에서 발행한 American Journal of Physics에 널리 사용되고 지속적인 기술 뒤에 숨은 물리학을 포착하기 위해 압력 챔버의 Windkessel 효과를 분석하는 기사를 게재했습니다.
저자 Trevor Lipscombe는 다음과 같이 말했습니다. "수세기 전의 책과 논문에는 흥미로운 물리학 문제가 숨겨져 있습니다. 최근에 우리는 기본적인 유체 역학을 생물학적 시스템에 적용하는 방법을 연구해 왔으며 의학 저널에서 새로운 방법을 발견했습니다. 일반적인 설명: 심장은 Windkessel과 유사하며 이는 Windkessel이 정확히 무엇인지 묻는 질문입니다. 리드를 따라 우리는 Loftin의 '물을 빨아들이는 벌레' 장치에 대한 설명을 발견하고 다음에서 생명을 구하는 응용 프로그램을 발견했습니다. 뉴샴의 소방차."
물리학 및 소방 장비
Windkessel 효과에 가장 큰 영향을 미치는 요소를 확인하기 위해 저자는 챔버의 초기 조건, 버킷 플릿이 채워지는 속도(유입량), 압력 형성 시간 및 출력 유량에 미치는 영향을 비교했습니다.
"Loftin의 디자인이나 Newham의 소방차를 보는 물리학자들은 관련된 기초 과학을 분류하고 싶어합니다. 단지 그것이 거기 있기 때문입니다. 그것이 물리학의 재미있는 부분입니다. 그것은 또한 가르치는 측면이기도 합니다."라고 Lipscomb은 말했습니다. "우리 논문은 Newham 소방차의 작동 방식을 보여주는 간단한 모델을 구축합니다. 우리는 '이것을 언제 사용할 것인가?'라는 질문에 답하기 위해 어느 정도 노력합니다."
다음으로, 저자들은 심장-대동맥계와 관련된 생리학적 Windkessel을 연구할 계획입니다.
"베르누이 법칙에 대한 지식, 이상 기체 법칙 및 등온 팽창은 우리가 이 장치의 작동 방식을 탐색하기 위한 모델을 구축하는 데 사용한 세 가지 요소였습니다."라고 Lipscomb은 말했습니다. "그러나 시스템을 더 잘 이해할 수 있다면 중요한 매개변수를 연구하고 이를 변경하면 장치가 어떻게 개선되는지 확인할 수 있습니다."
컴파일된 소스: ScitechDaily