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微重力环境下燃烧之谜:奇异怪状产物不同

[导读]国际空间站宇航员进行微重力环境下的点火燃烧实验,火焰在失去“重力”支撑后形成了奇异的现象,形成的燃烧产物也不同于地面。

腾讯科学(Everett/编译)据国外媒体报道,生“火”是人类文明的一个进化里程碑,标志着人类已经掌握了利用这种能量的技能,“火焰”是我们非常熟悉的事物,如果在微重力环境下,它会是何种模样呢?通常情况下,在一系列复杂的物化作用下,火焰形成了重心,使其具有一定的形状,重力场的存在确保了火焰形成一个“液滴”形,热空气向上运动,冷空气在下边“垫”着,整个火焰于是就形成了。根据国际空间站宇航员的实验,在微重力环境中火就会变成一副非常陌生的模样。

微重力环境下燃烧之谜:奇异怪状产物不同

国际空间站宇航员进行微重力环境下的火焰燃烧测试,火焰形状完全不同于地面,产物也大不相同

加州大学圣迭戈分校物理学教授福尔曼A·威廉姆斯认为在微重力环境下,火焰的燃烧与地面上不同,宇航员使用高度易燃的庚烷类物质通过火焰熄灭装置(FLEX-2)进行微重力环境下的火焰燃烧测试。研究人员发现在物质被点燃时,一团火焰寻找包围了物质液滴,温度可达到1,500K至2,000K之间,如果这一情况发生在地球上,那么点燃的物质会尽可能多地“吸”来周围的氧气,并保持火焰的持续燃烧。然而,在微重力环境下,液态物质在被点燃后,周围的氧气就会与燃烧介质在一个球形表面的狭窄区域内燃烧,而不是如饥似渴地吸走周围的氧气,微重力环境下的燃烧与地面上不同,前者只会在一定的区域内进行。

对此,美国宇航局的科学家认为国际空间站上进行的火焰燃烧实验室一次迷你实验室中取得科学发现,在最近一次火焰熄灭装置的实验中,当正在燃烧的庚烷类物质被扑灭时,其小部分液滴仍然在燃烧,这种燃烧似乎没有可见的火焰,威廉姆斯认为这个现象极为不可思议,起初研究人员认为这个实验可能出错,但事实证明微重力环境下的燃烧确实如此。

微重力环境下的燃烧温度较低,大约为500K至800K左右,而且化学反应也完全不同,正常的燃烧产物为烟尘、二氧化碳和水,冷火焰的燃烧产物为一氧化碳和甲醛,掌握了传统燃烧模式的人类或许应该了解下在微重力环境下燃烧的情形。

[责任编辑:quarkqiao]
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