清洁减排的“蓝色旋风”

材料牛注：科学家最近发现了蓝色火焰龙卷风，对减少碳排放和清理石油泄漏大有益处！

火焰龙卷风,也被称作“火旋风”,容易在大城市和荒地引发火灾，对生命、财产和周围的环境构成了巨大的和无法控制的威胁。但是最近,马里兰大学A. James Clark工程学院的研究团队表明,他们发现了一种火焰龙卷风--“蓝色旋风”，可能会给减少碳排放和清理石油泄漏提供有益途径。

2016年8月4日发表在网上的同行评审期刊Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)上的论文，描述了这种以前未被注意过的燃烧过程近乎无烟的火焰现象。

“蓝色旋风是从传统的黄色火焰旋风进化而来的。黄色是由于产生了烟尘粒子,是在没有足够的氧气来使燃料完全燃烧时形成的,”Glenn L. Martin工程学院的教授、论文的合著者Elaine Oran解释道。“旋风是蓝色的表示有足够的氧气促进燃烧,这意味着很少或没有烟尘,因此燃烧是清洁的。”

Clark学院的团队最先开始着手调查水上火旋风的燃烧过程和燃烧动力学。他们的发现是新奇的,据说可以帮助满足全球日益增长的高效、低排放燃烧需求。

“火焰龙卷风长期以来一直被视为非常可怕的、破坏性的事物。但是,我们能不能像利用电一样,利用它来做有益的事情呢?如果我们可以了解它,那么也许我们可以控制和使用它。这是第一次研究火旋风的实际应用。”消防工程助理教授、论文的合著者Michael Gollner表示。

一些石油泄漏的清理技术是把水面上原油围起来以形成一个厚层，然后燃烧。但是燃烧的结果是烟雾蒙蒙，且低效、不完全。然而，Clark学院的研究人员认为蓝色的旋风可以改善燃烧原油的处理技术,使油层燃烧的更高效，并能够减少排放到周围的大气和海洋中的有害排放物。

“火焰旋风比其他的燃烧方式效率更高,因为其大幅增加了燃料表层的热量,使燃料能够燃烧得更快、更彻底。通过我们在水上进行的实验,还可以看到火旋风是如何吸入燃料的。如果我们能达到一种类似于蓝色旋风的更大规模的状态,我们可以用更洁净的石油泄漏清理手段进一步减少空气污染物,”Gollner教授解释道。

尽管火旋风能够改善燃油效率并有助于石油泄漏处理,但是目前几乎没有简单的方法来在实验室里产生稳定的漩涡。因此,研究团队希望他们发现的“蓝色漩涡”未来可以作为一种自然研究平台来研究流体力学中的漩涡和漩涡崩溃。

“火旋风通常是混乱的,但是这个蓝色旋风是非常安静和稳定的，没有任何可见的或可听到的混乱的迹象,”Clark学院航空工程系助理研究员、论文的通讯作者Huahua Xiao补充道,“这真是一个非常令人兴奋的发现,在研究实验室内外都提供了重要的可能性”。

原文链接：Newly Discovered ‘Blue Whirl’ Fire Tornado Burns Cleaner for Reduced Emission

文献连接：From fire whirls to blue whirls and combustion with reduced pollution

本文由编辑部糯米提供素材，孟令晓编译，点我加入材料人编辑部