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新的NASA视频探索了ISS上的奇怪火焰

2021-05-21 11:50:16来源:

美国宇航局科学的新的四分钟视频探讨了国际空间站的“酷火焰”的令人惊讶的行为,揭示了一种燃烧的燃烧的火焰形式,可以帮助提高汽车发动机的效率。

火灾,经常说,是人类最古老的化学实验。

几千年来,人们一直将地球的富含氧气与几乎无尽的燃料混合,以产生热发光火焰。有一个关于燃烧的弧度,从原始人类最早的篝火延伸到最先进的汽车赛车队在21世纪的超高速公路上。工程师研究燃烧以生产更好的内燃机;化学家同行火焰寻找异国情调的反应;厨师用火做饭做好食物。

你会认为没有多少学习。Forman A. Williams博士,UC San Diego的物理学教授将不同意。“当谈到火灾时,”他说,“我们刚开始了。”


新的SciEnceCast视频探讨了国际空间站上“酷火焰”的令人惊讶的行为。

火焰很难理解,因为它们很复杂。在普通的蜡烛火焰中,发生成千上万的化学反应。来自芯的烃分子通过热蒸发和破裂。它们与氧气结合以产生光,热,二氧化碳和水。一些烃片段形成称为多环芳烃的环形分子,最终烟灰。烟灰颗粒本身可以燃烧或只是烟雾漂移。熟悉的泪珠的形状是重力引起的效果。热空气升起并绘制在它后面的新鲜凉爽空气。这被称为浮力,是让火焰射击和闪烁的原因。

但是,当您在国际空间站(ISS)上浏览蜡烛时会发生什么?

“在小匍匐茎中,火焰燃烧不同 - 它们形成小球,”威廉姆斯说。

发行人士的燃烧球是燃烧研究的精彩迷你实验室。与地球上的火焰不同,当他们需要更多的燃料时,贪婪地扩展,火焰球让氧气来到它们。氧气和燃料在球体表面的狭窄区域中结合,而不是在整个火焰中的距离和yon。这是一个更简单的系统。

最近,威廉姆斯和同事正在进行一个名为“Flex”的ISS实验,以了解如何在遇到一些奇怪的东西时在微匍匐射击中。小滴庚烷在弯曲燃烧室内燃烧。如计划,火焰出现了,但出乎意料地燃烧的液滴持续燃烧。

燃烧的燃料液滴的彩色图像。

“那是对的 - 他们似乎没有火焰燃烧,”威廉姆斯说。“起初我们不相信自己。”

事实上,威廉姆斯相信火焰在那里,太昏了微弱了。“这些都是酷火焰,”他解释道。

普通,可见的火灾在1500k和2000k之间的高温下燃烧。在这个“热火”制度中,庚烷火焰球上的火焰球开始。但随着火焰球冷却并开始出门,不同的燃烧接管了。

“凉爽的火焰在相对较低的50k至800k的温度下燃烧,”威廉姆斯说。“他们的化学完全不同。正常火焰产生烟灰,二氧化碳和水。冷火弹产生一氧化碳和甲醛。“

类似的凉爽火焰已经在地上产生,但它们几乎立即闪烁。然而,在ISS上,凉爽的火焰可以长时间燃烧。

“这些结果存在实际意义,”威廉姆斯笔记。“例如,他们可能会导致清洁器自动点火。”

汽车公司多年来一年的想法是“同质充电压缩点火”的HCCI-Short。在汽车圆筒代替火花中,在整个腔室中会有一个温和的污染燃烧过程。

“HCCI的化学涉及凉爽的火焰化学,”威廉姆斯说。“我们从ISS上稳定燃烧的额外控制将为我们提供更准确的化学价值的这种研究。”

事实上,刚开始。

更多信息:

火焰灭火实验 - Flex主页

关于Flex的更多信息 - 来自Glenn Research Center

图像:美国宇航局