华丽的“蓝色旋风”火焰可能有助于产生更清洁的能源

华丽的“蓝色旋风”火焰可能有助于产生更清洁的能源

通常情况下,火旋风是一种自然现象,人们应该尽量避免。当这些火焰漩涡在野外形成时,它们会造成灾难性的危险。但科学家们正试图在实验室中利用它们的能量。在一项新实验中,马里兰大学帕克分校的工程师点燃了一个微小的火旋风,并将其转化为一种新型火焰。这种“蓝色旋风”燃烧时几乎不会产生烟尘,可能能够产生污染较少的能量,或者提供一种清理漏油的新工具。

火旋风(也被称为火魔和火龙卷)可以在城市或野外火灾中形成,并产生强大的风,卷起并抛出燃烧的碎屑。作者将这些旋风描述为“对人类和周围环境造成强大、旋转的灾难”。在他们的新研究中,该团队试图研究在水面上燃烧的火旋风,以期改善石油泄漏清理工作,这时他们发现了这一新现象。

为了制造火焰,研究小组将液体燃料倒在钢盘中的水面上,然后点燃它,形成所谓的池火。这些火焰可以在任何沾有燃料的平面上燃烧,包括漏油,并可能演变成火旋风。

火的上方,有一对石英半圆柱体形成了一种带有缝隙的管子,将冷空气拉进室内,使火焰形成约 2 英尺高的旋转。

火焰从黄色旋涡转变为燃烧更清洁的蓝色旋涡 Xiao et al. (2016)

研究小组在美国国家科学院院刊上写道:“然后,出乎意料的是,火焰旋风继续演变成一种不同的、意想不到的火焰结构:一小团剧烈旋转的蓝色火焰。”

与之前的湍急池火和火旋风不同,蓝色旋风非常稳定。它也很小(最多 3 英寸左右),而且很安静。为了让它继续舞动,该团队使用铜管泵入更多燃料。在适当的条件下,只要有燃料,他们就可以让它继续运转,最长可达 8 分钟。

大多数火焰的黄色来自烟灰颗粒,当氧气不足以完全燃烧燃料时就会形成烟灰颗粒。蓝色旋风的色调表明它有足够的氧气燃烧而不会产生烟灰。

不知何故,火焰强烈、耗氧的漩涡以及水边而非固体表面的存在似乎使其能够达到新发现的蓝色漩涡状态。但目前尚不清楚为什么科学家以前没有见过蓝色漩涡,它为什么会形成——或者它是否可以大规模点燃并用于能源生产。

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