شمع حمام شیخ بهایی در انتظار فروغ دوباره

چه سخت است فهماندن چیزی به کسانی که از نفهمیدن آن در آسایشند

خلاصه : حمام شیخ بهایی یکی از عجایب مهندسی ایران است که توسط شیخ بهایی مهندس ساخت منارجنبان ،مسجد امام و قنات زرین کمر و برخی دیگر عجایت مهندسی ایران ساخته شده است. علیرغم مطالب بیان شده در برخی رسانه ها ظاهرا نمی توان ساختمان بزرگ این حمام را با یک شمع کوچک گرم نگه داشت لذا احتمالا در این حمام از تکنولوژی مشعل بدون شعله استفاده می شده. لازم به ذکر است که از ساخت این نما کمتر از 400 سال گذشته ولی ظاهرا نتایج پژوهش ها و مقالات علمی در این حوزه زیاد راضی کننده نیست ...

چند روز پیش در خصوص حمام شیخ بهایی مطالبی از صدا و سیما پخش شد که توجه من را به خود جلب کرد از این رو گشتی در وب زدم و با کمال تعجب مطلب مناسبی در این خصوص پیدا نشد.

در سایت های خبری مطالبی نوشته شده بود که نشان از آن دارد که این گرمابه توسط شمع گرم نگه داشته می شده

از جمله سایت هایی فارس نیوز - تابناک - ایرانناز و ... (1)

عدم واکنش شدید مهندسین به معنی عمق بی تفاوتی در جامعه است نه به این دلیل که کسی متوجه این اخبار نشده بلکه به این دلیل که کسی متوجه خسارات ناشی از سکوت در این موارد نیست.

قبل از هرچیز توضیح آنکه شیخ الاسلام مقامی نزدیک به مرجع تقلیدی در زمان صفوی است و  منجم ، مهندس ، فیلسوف ، ادیب و شیخ الاسلام محمد عاملی یا شیخ بهایی یکی از دانشمندان بزرگ ایران ، در حدود سال 1000 ه.ش بوده که بیشتر فعالیت های وی مثل منار جنبان و حمام شیخ بهایی در اصفهان بوده و مقبره او در جوار حرم مطهر امام رضا (نزدیک صحن آزادی) است.

این که به دلیل مشکلات عمومی درکی از عملکرد این گرمابه نداشته باشیم از یک سو و این که تصور کنیم می توان یک گرمابه را با یک شمع گرم نگهداشت سبب شد تا تصور کنم خوب شاید نیاز به یک دودوتا 4 تا باشد

فرض که شعله این شمع 1500 درجه باشد و فرض محال این که آتش شمع چنان قوی است که می تواند یک لیوان آب را در 1 دقیقه گرم کند. 

لازم به توضیح که من الان یک لیوان 300 سی سی آب در یک ظرف فلزی را بیش از 1 دقیقه روی شعله گاز قرار دادم به اندازه کافی گرم نشد ولی برای حمام قابل استفاده.

خوب حال فرض می کنیم می خواهیم یک منبع 1 متر مربعی که درحال خنک شدن توسط آب و هوا اطراف است را بخواهیم با این شمع گرم کنیم البته شمعی که فرض می کنیم به اندازه یک مشعل گاز متان گرم شوندگی دارد. پس برای گرم کردن فقط 1 متر مربع 3000 دقیقه یعنی معادل حدود 2 روز زمان نیاز است.

خوب یعنی اگر این شمع به اندازه یک مشعل گاز متان خانگی گرمایش داشته باشد روزی نیم متر مربع آب گرم می کند ؟! نه! خوب 1متر مربع و آیا این برای یک گرمابه کافیست ؟

از اونجا که بازده سوخت گازهای فعلی از 50 درصد کمتر نیست پس مباحث مربوط به بهینه سازی انرژی یا تکنولوژی های انتقال حرارت و ... چرندیاتی بیش نیستند.

اما جواب سوالات ؟

قبل از جواب شاید بهتر باشد یاد آور شویم که مسئول پاسخگویی به این سوال ما نیستیم بلکه :

کسانی باید پاسخگو باشند که برای تحقیق و پژوهش از ما مالیات میگیرند یعنی دانشگاه ها و موسسات پژوهشی

البته عدم دسترسی به پایان نامه ها و مقالات دانشگاهی نشان از آن دارد که اگر حتی پژوهشی در این زمینه صورت بگیرد نباید به اطلاع مردم برسد.

ما هم که نمی توانیم در این زمینه ها پژوهش کنیم چرا که احتمالا نیاز به کلی مجوز داره

ولی اگر بنا به خیال پردازی های علمی باشد حداقل به عنوان یک کارشناس رباتیک می توانیم نظریاتی بسیار عقلانی و عملی تر از نظریات رسانه ای فعلی ارائه دهیم.

اتفاقا طی صحبت های دیروز با یکی از همکارانم شنیدم که حوالی سال 1340 معلم آنها به دانش آموزان در خصوص حمام شیخ بهایی اینگونه توضیح داده که این حمام با سوخت های آمونیاکی یا نیتروهیدروژنی (سوخت های ترکیبی نیتروژن و هیدروژن) کار میکرده و شمع معروف در شوفاژ خانه شمعک این مشعل آمونیاکی بوده. کسانی که اطلاعات شیمی ندارند نیز به سادگی می توانند درک کنند که این نوع سوخت ها دود و خفگی و خواص سوخت های فسیلی را ندارند. و دود ناشی از این نوع سوخت فقط بخار آب است که به عنوان یک عامل مثبت در حمام قابل استفاده است.

4 NH₃ + 3 O₂ → 2 N₂ + 6 H₂O

خوب نیتروژن که عامل اصلی هواست و بخار آب هم که یک عامل مطلوب در حمام

دو سوال مطرح می شود. اول آنکه پس چرا جایی صحبتی از این مشعل نیست و دوم اینکه این نوع سوخت ها چگونه تامین می شوند؟

جواب سوال اول اینکه این سوخت می تواند در بسیاری از موارد به صورت غیر مرئی بسوزد و برای سوختن این شعله های نامرئی محدودیت های گاز متان وجود ندارد و از طرفی نشت گازی مثل آمونیاک برای کشتن جانداران آبزی در حمام نیز مفید است پس رفتار متفاوت این نوع گاز ها نیازی به مشعل های امروزی برای سوزاندن ندارد. ولی چرا برای چنین مشعلی نیاز به شمعک است ؟ خوب بله ،  چون در صورتی که منبع حرارتی وجود نداشته باشد حجم گاز آمونیاک در محیط زیاد می شود که این موضوع خطرناک است. همچنین این شمعک ، منطقه سوختی این گاز را مشخص می کند.

حال جواب سوال دوم : خوب آمونیاک از کجا ؟

در فرآیند فساد برای جانداران خصوصا جانوران مقدار زیادی آمونیاک تولید می شود(2) برای مثال در حال حاضر زباله های گیاهی یکی از منابع خوب آمونیاک هستند (3).پس شیخ دانشمند احتمالا به سادگی می توانسته با چاه ها و تکنولوژی بالغ فاضل آب در آن زمان به آمونیاک دسترسی پیدا کند. لازم به ذکره که سیستم های بیوگاز در آن زمان تقریبا به بلوغ رسیده بود. ولی متاسفانه به دلیل بیکفایتی های حکومتی قبل از انقلاب با مشکلات زیادی مواجه شدو بخش قابل ملاحظه ای از این صنعت از بین رفت و به دلیل کم توجه مسئولین بعد از انقلاب هزینه های سنگینی به کشور وارد شد چرا که به جای بیوگاز در بسیاری از خانه ها گاز فسیلی که یک سرمایه درآمد زا برای کشور است در حال سوختن است. البته امید است که در مراحل بعدی هدفمندی یارانه ها این صنعت مجددا احیا شود.

البته نظریات دیگری هم وجود دارد و آن استفاده از مشعل های نامرئی هیدروکربنی است (4) . با توجه به این که در آن حمام بیوگاز در دسترس بوده بعید نیست که شیخ دانشمند ما از تکنولوژی مشعل نامرئی هیدروکربنی استفاده کرده باشد. 

در مقایسه این طرح با طرح مشعل آمونیاکی باید گفت که در این شیوه مواد اولیه بیشتری در دسترس است ولی نیاز به تجهیزات و امکانات بیشتری برای سوخت وجود دارد. همچنین ممکن است که این تکنولوژی در زمان شیخ رایج نبوده باشد که خود دردسر های استفاده از این سیستم را افزایش می دهد. ولی به هرحال در این تکنولوژی شما دمای هوا را تا حدود 600 درجه گرم می کنید و سپس در مجاورت گاز متان قرار می دهید و این گاز بدون شعله شروع به سوختن می کند. از مزایای آن عدم تولید مونوکسید و ناکس هاست که در نتیجه تا حد زیادی نیاز به دودکش را از بین می برد. وجه اشتراک هر دو این سیستم ها عدم وجود شعله و در نتیجه توهم گرم شده گرمابه فقط با یک شمع و نیاز آن ها به یک منبع تولید گاز که که در حمام موجود بوده است.

بدون شرح

موضوع بعدی چگونگی خراب شدن این سامانه است ؟ چطور حمام شیخ بهایی به ناگاه از کار افتاد؟

به نظر ما عوامل این اتفاق در 2 خانواده دسته بندی میشوند. که ممکن است علل هر 2 خانواده با هم صورت پذیرفته باشد:

1- عللی که به دلیل تغییر وضعیت سیستم طی زمان یا به ناگاه رخ داده که کارایی بخشی از سیستم گرمایشی را از بین برده

2-  ممکن است سیستم گرمایشی یک سیستم غیرتعادلی بوده باشد که نیاز به یک متعادل گر برای ادامه کار دارد و به دلیلی برای مدت کوتاهی سیستم با مشکل مواجه شده در این سیستم ها گاها تنها مشکل موجود خاموش شدن سیستم است و برای روشن شدن، سیستم نیاز به استارت مجدد دارد  - مثلا اتومبیلی را در نظر بگیرید که برای مدت کوتاهی مثلا خاموش شدن (ECU) یا اتمام بنزین از تعادل خارج شده باشد. پس از حل مشکل تنها نیاز به استارت مجدد است.

علل خانواده اول :

حجم گاز های تولید شده از فاضلاب های اطراف طی زمان تغییر کرده باشد و این محاسبات تعادلی دما را به هم زده باشد

منابعی که برای تولید بیوگاز یا آمونیاک استفاده شده بودند تمام شدند

مسیر های انتقال گاز مسدود یا تخریب یا دچار نشتی شده اند

و ....

علل خانواده دوم :

به دلیل گرمای هوای داخل حمام یک هوا به سمت بالا و بیرون در حرکت بوده که منجر به ایجاد یک مکش برای استخراج گاز می شده که پس از یک خاموشی موقت و عدم گاز رسانی سیستم خاموش شده

به دلیل عدم تامین شرایط اولیه برای احتراق سیستم خاموش شده - برای مثال شمعک سیستم خاموش شده و حجم گاز از فضای قابل احتراق بیشتر شده (به اصطلاح خفگی مشعل) و بعد از آن سیستم خاموش شده

البته علل بسیار دیگری مثل وارونگی هوا به دلیل تغییر دمای شدید داخل حمام و ... نیز ممکن است اتفاق افتاده باشد ولی در بالا سعی شده دلایل محتمل تر مطرح شوند.

لازم به ذکر است که عموما خراب شدن این سیستم را دسته گل کارشناسان خارجی می دانند ولی در این خصوص ما سندی پیدا نکردیم در صورتی که سند معتبری می شناسیم. لطفا در اختیار ما قرار دهید.

1-

http://www.farsnews.com/newstext.php?nn=13920109000185
http://www.tabnak.ir/fa/news/137745
http://www.irannaz.com/news_detail_12319.html
http://www.taknaz.ir/news_detail_17043.html

2-

http://en.wikipedia.org/wiki/Ammonia#Natural_occurrence

3-

http://en.wikipedia.org/wiki/Ammonia_production#Sustainable_ammonia_prod...

4-

http://www.handbook.ifrf.net/handbook/cf.html?id=171