空間站與地球:火焰有什麼不一樣?沸騰的氣泡又有什麼不同?

2020-12-15 宇宙科代表

太空火與地球火

在我們很小很小的時候,我們的爸爸媽媽、老師、等等一些長輩一定告訴過你,小孩在可不要玩火啊。然而,在國際空間站上,太空人正在做著這個小時候長輩們千叮嚀萬囑咐都不要做的事情,但我相信他的爸爸媽媽看見他現在這麼做一定不會生氣,並且還會為他的這一行為感到驕傲。

自2009年以來,國際空間站太空人們測試了新的滅火技術,目的是改進太空和地球上的滅火方法。被稱為火焰熄滅實驗,或稱為撓曲。其實進行實驗的步驟很簡單:將可燃液體樣本放入室內,點燃液體並觀察其燃燒。由於缺乏重力,火焰以球的形狀形成。

火焰在熄滅之前達到2,200到3,100華氏度(1204℃-1704℃)之間的溫度。但是,在某些情況下,一些意想不到的事情發生了。在看不到火焰的情況下,艙內未使用的燃料突然開始發光。在華氏400到1000華氏度(204℃-537℃)的溫度下燃燒,出現的這種現象就是科學家們所稱的「冷火焰」。

當太空中發生火災時,我們在學校學到的「停、落、滾」的基本規則就不適用了。這是因為微重力中的火焰與地球上的火焰不同。首先,近零重力下的火焰是圓形的,而不是撕裂形的。即使火焰已經熄滅,如上所述,它也可能還在燃燒。為了更好地了解這些火災是如何燃燒的,以及如何最好地撲滅它們,太空人們正在國際空間站上進行一些其他相關實驗。

不同場景的沸騰

歐空局太空人盧卡·帕米塔諾安裝了多尺度沸騰實驗在它位於國際空間站歐洲哥倫布實驗室的新家裡,被親切地稱為Rubi。盧卡花了幾個小時才在流體科學實驗室裡安裝了一個大鞋盒大小的容器。

許多科學將發生在這個小容器裡-魯比將產生氣泡在受控條件下,使用一個特殊的加熱器,將容器裡的液體加熱至沸騰觀察在不同場景下氣泡的運動過程。由左至右環境場景表現現象依次為:地球、火星、月球、空間站。

緩慢運動中較大的氣泡能夠滿足科學家觀察和測量地球上沸騰時的氣泡太快太小之間的相互影響。有了這種對這些現象的不斷認知和對煮沸過程氣泡運動的更準確的計算數據,日後將這種科學依據轉化為現實可以用到很多不同領域。像筆記本電腦這樣的產品就可以得到改進,變得更加緊湊。

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