【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

【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

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By eloise on 22 Aug 2020
Digital Editor

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)。

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。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。

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(A)稳定的蓝色旋转。(B)略不稳定的蓝色涡动,中间有烟灰,显示涡破裂的气泡模式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

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