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蓝色的烟花美丽而危险,美国马里兰大学的科学家们几年前在实验室偶然制造了“蓝色旋风”,但又安静又干净。 8月13日,发表在“科学-进展”( science advances )上的论文对这种“蓝色旋风”( blue whirl )的结构和动态变化进行了如下分析,发现美丽的蓝色环实际上由三种结构不同的火焰构成, 火旋风也被称为“火怪”,如果满足空气温度和热梯度的条件,火焰就会形成垂直的漩涡,像旋风一样刺穿天空,在大城市和山地容易引起大灾害 国际知名爆轰专家、美国工程院院士、马里兰大学教授elaine s. oran带队进行水上液态烃燃料旋风实验时,偶然发现了小型无烟尘的蓝色旋风 短短几秒钟,一米高的旋风就自行完成了一系列的转移,然后混乱,汹涌的黄色旋风变得安静,片状的蓝色旋风 蓝色的火焰表明温度更高,因为这个燃烧更快,更彻底,几乎没有烟尘。 相比之下,通常的黄色火焰是没有充分燃烧的结果 实验中,蓝色旋风稳定后,有时突然“跳跃”,这时中间出现了黄色的泡状结构。 这使美丽的蓝环中间更喜欢许多杂乱的气流结构 随后的进一步研究绘制了蓝色旋风分离器的温度图,阐明了稳定的机理,但火焰结构和进化的原因尚不清楚 在这次发表的新论文中,elaine s. oran团队为了模拟蓝涡是如何出现的,说明粘性流体物质移动的3d、时变方程、燃料变换和化学能释放模型相结合 他们首先模拟了实验条件,接着在计算中对燃料、空气规格和速度等物理参数进行了微调,直到出现蓝色旋风分离器 结果表明,这种安静的青火有三种结构不同的火焰成分:分散焰(燃料和助燃物在燃烧前分离)、预混合富火焰(有过剩燃料)、贫焰(有过剩空气)。 三个人共同转弯成了一个奇怪的蓝环 如果有关于这些内在结构和发生条件的消息,科学家们将来可能会跳过危险以前的旋风阶段,直接制造魔法的蓝色旋风,从而更大规模地扩大安全。 论文小组写道:“只有理解了其结构,我们才能控制它,缩放,随心所欲地制作。” 毕竟,这种魔法火焰燃烧效率高,排放低,具有向往的应用潜力 例如,如果能够安全地控制,就能够更迅速且环保地解决海上漏油事故 论文最后对蓝色旋风提出了展望性的问题:没有围栏能燃烧吗? 多个滚动可以一起工作吗? 你能做推进装置吗? “高效、清洁地燃烧液态烃的东西都很有魅力。 (本文来自澎湃信息,越来越多的原始信息请下载《澎湃信息》app )