通常情况下,火旋是你想要远离的自然现象。当这些火焰漩涡在野外形成时,它们具有灾难性的危险。但科学家们正试图在实验室中利用它们的力量。在一项新实验中,马里兰大学帕克分校的工程师点燃了一个微小的火旋,并成功将其转化为一种新型火焰。这种“蓝色漩涡”几乎无烟燃烧,可能能够以低污染量生产能源,或为清理漏油提供新工具。
火旋——也称为火魔和火龙卷——可以在城市或野火中形成,并产生强大的风,卷起并抛掷燃烧的碎片。研究人员将这些火旋描述为“对人和周围环境而言,是强大的、旋转的灾难”。在他们的最新研究中,该团队试图研究在水面上燃烧的火旋,以期改进漏油清理,从而发现了这种新现象。
为了制造火焰,团队将液态燃料倒在钢制平底锅的水面上,然后将其点燃,形成所谓的“池火”。这些火焰可以在任何涂有燃料的平面上燃烧,包括漏油,并可能演变成火旋。
在火焰上方,一对石英半圆柱体形成了一个带有狭缝的管子,将冷空气吸入腔室,并将火焰诱导成一个约 2 英尺高的漩涡。
“然后,出乎意料的是,火旋继续演变成一种不同的、意想不到的火焰结构:一个小型、剧烈旋转的蓝色火焰,”该团队在《美国国家科学院院刊》中 写道。
与之前的混乱池火和火旋不同,蓝色漩涡非常稳定。它也很小(高达约 3 英寸),而且很安静。为了让它保持跳动,团队使用了一个铜管泵入更多燃料。在适当的条件下,只要有燃料,它们就可以持续燃烧长达 8 分钟。
大多数火焰的黄色来自烟尘颗粒,这些颗粒在燃料没有足够氧气完全燃烧时形成。蓝色漩涡的色调表明它有足够的氧气进行燃烧而不会产生烟尘。
不知何故,火焰剧烈、吸氧的旋转以及存在水边而不是固体表面似乎使其能够达到新发现的蓝色漩涡状态。但尚不清楚为什么科学家以前没有见过蓝色漩涡,为什么它会形成——或者它是否可以在更大规模上被点燃并用于能源生产。