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为什么防风打火机可以防风呢?

来源:未知编辑:admin 发布时间:2021-01-31 07:37
“ZIPPO”是防风打火机的代表,一提到“ZIPPO”,甚至“打火机”,很多人都会马上想到“ZIPPO”。那为什么ZIPPO可以防风呢?
要讲这个,我们首先要回顾一下“燃烧三要素”。从中学课本中,每个人都应该了解这一知识:燃烧(burning)是物体迅速氧化,产生光和热的过程。并且燃烧需要三样东西共存才能发生,分别是可燃、助燃物质,以及达到燃点的温度,这构成了一个燃烧三角,叫做燃烧三要素。这三个元素中,去掉任何一个,燃烧三角都无法形成,燃烧也无法继续。消防部门灭火时,就是要破坏这个燃烧三角,去掉一个或两个燃烧三要素,使燃烧过程结束。而对防风打火机来说,我们要做的恰恰相反,我们要努力保持燃烧三角,使三要素同时具备,这样,打火机才能持续燃烧。
人生中,我们经常会遇到这样的常识性矛盾,比如,我们可以一口气吹灭蜡烛,但我们也知道一个成语叫“风助火”,那为什么会发生这样的事呢?其原因在于燃烧过程中积存的热量有多大。对烛火而言,燃烧过程平缓,产生和储存的热较少,有风时,风会带走大部分火焰热,将可燃物的温度降至着火点以下,从而破坏燃烧三角。大的火势,如森林大火,由于可燃物众多,燃烧过程激烈,产生和积聚了大量的热量,大风也不能使可燃物的温度降到在火点以下,反而会带来更多的助燃物质……空气(氧气),因此燃烧过程激烈,火势蔓延迅速。
对打火机而言,油是可燃的,空气是助燃的。
要保持它的燃烧状态,只需将它的温度保持在着火点之上。风能带走火焰的热量,风越大,带走热量的速度就越快,那么我们只要设计一个挡风装置,把流过火焰的空气的速度降到一定程度以下,火焰就能持续燃烧。这种方式就是防风墙。接着,我们要看一下空气通过火焰对流所产生的影响。
风向标吹向防风墙,而防风墙的大部分地方都没有孔洞,风被迫向两侧和上方流动,在有孔洞的地方,空气会更少地通过孔洞,因为孔洞旁边的铁板所阻挡的区域是低压力区,空气通过孔洞分散开来,在燃烧室内形成了多个涡流。由于它们彼此之间的方向不同,会互相削弱、干扰、抵消,因此在整个燃烧室中形成了许多速度较低的乱流。这种低速气流对于棉芯火焰来说,不足以快速地带走热量,因此,棉芯火焰能够持续地保持在Z油的燃点之上,燃烧能够维持。
除挡风墙外,风速增大,空气柱通过小孔的速度也增大,在燃烧室中形成的多股涡流的速度也增大。如果燃烧室内的乱流速度大到比火焰能产生更多的热量时,燃烧过程就结束了,火焰就熄灭了。据称,Zippo公司曾在1979年做过一次科学的Zippo风阻试验。试验用200型Zippo作测试,结果表明,它的抗风能力达到32英里/小时。
另外,还有人说,ZIPPO是防风的,为什么要用嘴一吹就灭呢?我们可以估计用嘴吹气时的风速。成人男性的正常肺活量约为3500毫升,吹气时,嘴唇形成的出气口约为0.5平方厘米。当3500毫升(立方厘米)的气体通过0.5平方厘米的小孔时,将形成长7000厘米,即70米的气柱,一般一次约3秒左右吹完,然后风速达到每秒23.33米,这一数值在蒲氏风级表上已相当于9级大风。时速高达84公里每小时。每小时32英里的速度相当于51.2公里每小时。也许现在你已经知道了,即使你在外面悠闲地吹,风速也会远远超过外面5级的大风。
其简述如下:1、增加气流喷射,以提供足够的可燃气体;2、增加热积聚,以提供环境温度,以使气体持续燃烧,这是通过丝片(在喷口)来实现的。