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燃燒幾乎不產生煙,科學家解開藍色龍捲風火焰結構
2024-05-15 16:49:46 *
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作者 主題: 燃燒幾乎不產生煙,科學家解開藍色龍捲風火焰結構  (閱讀 992 次)
peter
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文章: 47939



« 於: 2020-08-17 17:53:36 »

https://technews.tw/2020/08/17/fire-blue-whirl-premixed-flame/

科學家已知藍色龍捲火焰的溫度、也知道如何使火焰更穩定,但其結構仍是個謎,研究團隊因此嘗試利用 3D 模擬,現在終於解開謎底:模擬結果表明,藍色龍捲火焰實際上是由 3 種不同火焰類型組成的第 4 種火焰。

最底部為富油預混火焰(premixed rich flame),這種火焰來自燃料與氧化劑已經完全混合,反應速率取決於混合物的組成、壓力與溫度,一般家用瓦斯爐所產生的火焰就是這種火焰;頂部外側則有稀薄的貧油預混火焰(premixed lean flame),其中氧化劑比燃料還多;在貧油預混火焰內部則是擴散火焰(diffusion flame),來自燃料與氧化劑的混合與化學反應同時進行,自然界產生的火焰大部分屬於這種火焰。

而由這 3 種火焰組成的第 4 種火焰類型,就是可以完全燃燒的藍色火焰(圖中明亮的藍色火環),稱為三歧火焰(triple flame)


▲ 藍色龍捲風火焰的結構。(Source:研究論文)

解開了結構,科學家就能嘗試跳過一開始的火龍捲階段、直接產生藍色龍捲火焰,甚至試著控制火焰大小,探討是否可應用於燃燒器或推進裝置中。化石燃料所產生的大量有害排放物已對地球造成嚴重負擔,科學家認為,也許可以利用藍色龍捲火焰來從化石燃料中提取能源。

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