Prometheus akan sangat bangga. Sebagai sebahagian daripada eksperimen NASA, manusia telah membawa api ke Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS) untuk melihat apa yang berlaku kepada api dalam graviti yang rendah. Eksperimen, yang dikenali sebagai Flame Extinguishment-2 (FLEX-2), bertujuan untuk meningkatkan pengetahuan kita tentang bagaimana pelbagai bahan api cair membakar dan apa yang mereka hasilkan supaya kita boleh mencipta enjin pembakaran lebih bersih dan lebih efisien.
Kandungan Terkait
- Bagaimana Roket Melepaskan Enjin mereka di Ruang Angkasa Tanpa Oksigen dan Banyak Lagi Soalan Dari Pembaca Kami
- Di Angkasa, Flames Berkelakuan di Cara Tiada Pemikiran Mungkin
Dipasang di stesen angkasa pada tahun 2009, FLEX-2 mengambil kesempatan daripada keadaan yang unik di angkasa untuk mempermudahkan kajian pembakaran. Dalam microgravity, bahan api cecair boleh membentuk titisan hampir sempurna. Apabila sfera ini menyala, api terbakar dalam bola, memberikan saintifik geometri bersih untuk menjalankan model dan pengiraan.
Namun, untuk mencapai tahap kesederhanaan ini, tidak semestinya prestasi, kata C. Thomas Avedisian di Cornell University, yang merupakan penyelidik bersama pasukan FLEX-2. "Saya berpendapat bahawa ini adalah konfigurasi pembakaran yang paling sukar untuk dicipta untuk bahan api cecair, " katanya. "Percubaan ini mengambil masa beberapa dekad untuk sempurna, kembali ke pertengahan tahun 80-an."
Dalam ujian terkini, dilihat dalam video di atas, ruang FLEX-2-kira-kira saiz kotak roti di bahagian dalam-dipenuhi dengan campuran oksigen dan nitrogen bertekanan yang direka untuk mensimulasikan udara di permukaan Bumi. Jarum mengeluarkan tetesan 3 milimeter yang separuh isooctane dan setengah heptane. Minuman kimia ini berfungsi sebagai pendirian yang lebih mudah untuk petrol, kata Avedisian. Kedua-dua cecair umumnya terbakar dalam fesyen yang sama, tetapi petrol boleh mengandungi begitu banyak sebatian yang berbeza yang tingkah lakunya lebih sukar untuk model.
Dua gelung dawai mengalirkan arus untuk memanaskan kejatuhan sehingga ia menyala, mencetuskan bola menyala api biru yang terbakar pada sekitar 2000 Kelvin. Jangan tertipu-sfera terbakar tidak tiba-tiba diangkut ke langit yang berbintang. Lampu bilik keluar untuk menjadikan api lebih mudah untuk dilihat, tetapi itu juga menjadikan specks pada imej, disebabkan oleh ketidaksempurnaan kecil dalam sensor video, lebih jelas. Bola nyala kemudian mula berayun sewaktu pembakaran hancur, menjadikannya nampak melalui denyutan kebuk seperti berenang ubur-ubur. Akhirnya, bola memancarkan begitu banyak haba yang menyedihkan api panas.
Avedisian dan pasukannya telah menjalankan beberapa ujian seperti ini, mencampurkan jenis bahan api dan saiz drop untuk memeriksa pelbagai kesan. Mereka dapat mengawal persediaan awal dalam masa nyata melalui suapan video yang dialihkan ke makmal di Cornell, kemudian menonton sebagai ujian automatik berjalan kursusnya. Pasukan makmal juga menjalankan eksperimen yang sama di tanah melihat titisan yang lebih dekat dengan saiz skala mikro yang dicipta sebagai bahan api disuntik di dalam enjin kereta. Untuk meniru graviti yang rendah di Bumi, pasukan Cornell menjatuhkan titisan mereka-mereka menghantar bola terbakar melalui ruang jatuh bebas 25 kaki dan memintanya turun.
Titisan yang terbentuk dalam eksperimen ruang membolehkan pasukan melihat fizik pembakaran pada skala yang lebih besar dan membandingkan hasilnya ke ujian yang dilakukan di Bumi. Satu penemuan yang agak membingungkan adalah bahawa pulsa gaya ubur-ubur hanya berlaku apabila titisan cukup besar-sekitar 3 milimeter atau lebih besar-dan mereka tidak berlaku sepanjang masa. "Pengayun api sebenarnya tidak difahami dengan baik, " kata Avedisian.
Pada akhirnya, mengkaji fireballs meletus mungkin mendedahkan cara untuk membuat bahan bakar membakar lebih bersih. "Apa yang kita fikir adalah terdapat suhu rendah, atau 'api sejuk', zon pembakaran - titisan masih membakar walaupun kita tidak dapat melihat api, " kata Avedisian. Di zon ini, kebakaran hanya membakar sekitar 600 hingga 800 Kelvin.
"Pengeluar enjin telah mengkaji cara-cara untuk mengurangkan pencemaran yang melibatkan penggunaan kimia sejuk, dan kimia itu tidak difahami sebagai kimia panas, " tambah penyelidik utama FLEX-2 Forman A. Williams di University of California, San Diego. "Dengan mengkaji api sejuk yang kami dapati dalam eksperimen ISS, kami dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai kimia itu, yang kemudiannya dapat membantu pengeluar enjin dalam reka bentuk mereka."
