【無煙火焰】科學家解析藍色火龍捲結構，有望令燃燒過程變得更加潔淨

火是影響全球生態系統的重要因素之一，但你是否有看過藍色火焰的形狀？數年前，有科學家為了研究是否可以用火清除海上的油污，於是點燃水上的油污，意外的是，這個動作形成了火龍捲後，平時出現的紅色火焰逐漸消退，只餘下藍色的火龍捲。近期，科學家再次發現這種藍色火龍捲，並成功揭開其內部結構，了解這種特殊的藍色火焰，有望令各種燃燒過程變得更加潔淨。

這種幽靈般的藍色火龍捲，不像普通的火焰漩渦，它幾乎不產生煙塵，科學家發現這種奇特的火焰主要是由三種不同的火焰組成，包括在最底部的富油預混火焰（premixed rich flame），頂部外側稀薄的貧油預混火焰（premixed lean flame），以及在貧油預混火焰內部的擴散火焰（diffusion flame）。

Photo from 研究論文

富油預混火焰（premixed rich flame）的自燃料與氧化劑已經完全混合，混合物的組成壓力以及溫度都會影響其反應速率，一般家用瓦斯爐所產生的火焰就是這種火焰；頂部外側的貧油預混火焰（premixed lean flame）氧化劑比燃料還多；而擴散火焰（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。

Photo from H. Xiao, University of Science and Technology of China

拆解這種結構後，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，甚至嘗試控制火焰大小，以及探討是否可以將其應用於燃燒器或推進裝置中。

如今，化石燃料所產生的大量有害排放物，為地球照成嚴重負擔，科學家認為這種藍色龍捲火焰可能可以用於從化石燃料中提取能源，並有效地清潔石油洩漏，減少污染。

Text by BusinessFocus Editorial