Ученые определили состав голубого огненного вихря
Исследование установило, что прозрачный голубой вихрь, который впервые появился в лабораторном эксперименте в 2016 году, состоит из четырех типов пламени.
Результаты работы опубликованы в Science Advances, кратко о них сообщает Science News.
Синий вихрь возник в ходе эксперимента: ученые воспламенили плавающее на поверхности воды жидкое топливо в специальном корпусе, спроектированном так, чтобы воздух, поступающий внутрь, создавал вихрь. Оттенок вихря указывал на то, что пламя горит без сажи, и может быть полезно для очистки нефтяных разливов или для выработки экологически чистой электроэнергии. Теперь исследователи установили, что голубой вихрь состоит из четырех различных типов пламени.
Большинство видов пламени делятся на два основных класса: предварительно смешанные и диффузионные. В диффузионном пламени топливо и окислитель — как правило, кислород, — изначально разделены, ограничивая скорость горения огня. В предварительно смешанном пламени они кружатся вместе. Этот вид пламени имеет три разновидности: богатое и скудное предварительно смешанное пламя (зависит от избытка или недостатка топлива по отношению к окислителю соответственно), а также стехиометрическое пламя — разновидность, содержащая оптимальное количество топлива для полного сгорания.
Сравнение компьютерного моделирования с экспериментальными наблюдениями позволило ученым определить структуру голубого вихря. Его коническое основание представляет собой богатое предварительно смешанное пламя, увенчанное диффузионным пламенем. По бокам в виде слабого огонька появляется скудное предварительно смешанное пламя. Там, где эти три вида огня встречаются, образуется стехиометрическое пламя, которое выглядит как ярко-голубое кольцо.
Знание структуры пламени может помочь понять, как масштабировать синий вихрь до большего размера или создать его, не проходя через опасную стадию огненного торнадо.
Восемь зрелищных опытов с огнем, которые можно воспроизвести у себя дома, — в материале канала «Наука».
Фото: University of Maryland
