在国际空间站上进行的一系列实验发现了一种新型的冷燃烧火焰。
利用这种火焰的化学性质可以为汽车带来更好的内燃机。研究人员表示,清洁发动机的前景令人兴奋。
由加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)机械与航空航天工程教授福尔曼·威廉姆斯(Forman Williams)领导的一组国际研究人员进行了这些实验。他们点燃了庚烷燃料,看看火焰是否会像在地球上那样自行熄灭。一开始,看起来是这样的。研究人员看不到火焰。但传感器检测到庚烷仍在燃烧着看不见的火焰。
“我们观察到了一些我们认为不可能存在的东西,”说威廉姆斯。研究结果发表在该杂志上微重力科学与技术万博体育登录首页。研究人员表示,希望这种新型火焰可以用于开发汽车发动机的均质电荷压缩点火,或者在较低温度下燃烧燃料的发动机,从而释放更少的烟尘、一氧化氮、二氧化氮和其他污染物。
该实验在与地球大气相似的大气中以及含有氮气、二氧化碳和氦气的地区产生了冷火焰。燃烧的产物包括一氧化碳和甲醛,然后燃烧掉。
研究人员认为,他们之所以在太空中产生这种反应,是因为它需要基本的化学物质,而这些化学物质在地球上没有足够的时间来完全反应。当庚烷燃料液滴在地球大气中燃烧时,气体围绕液滴的时间受到浮力的限制。但是在微重力环境中没有浮力,所以气体在太空中包围液滴的时间足够长,可以让反应完成。
研究人员计划如何将这种反应带回家?它们需要燃料的完美混合。为了应对这一挑战,美国宇航局正在进行一项名为“冷却火焰调查”的实验,试图弄清楚如何在地球上产生这种火焰,然后,希望如何利用这种应用来制造更清洁的发动机。
这项最近的研究是在国际空间站上进行的,因为参数需要微重力环境和足够的时间来产生冷火焰反应。威廉姆斯和他的同事在国际空间站上使用了一种名为“多用户液滴燃烧装置”的装置,该装置可以在不同的大气条件下点燃燃料液滴。
传感器和摄像机将数据传回美国宇航局位于克利夫兰的约翰·格伦研究中心,在那里,实验由远程控制。像这样的实验,在国际空间站上进行,并从远处控制,使我们能够了解地球上不会发生的过程,威廉姆斯说。