怪火熊熊
众所周知，“焰色反应”能使火焰五颜六色!那么有啥办法，能让火焰变得奇形怪状吗?火旋风、火蝴蝶、向日葵……其实让它们“变形”的花样还真不少!在美国举办多年的“燃烧艺术大赛”，每年会评出最具创意、好看又好玩的前三甲!看着这些魔术般的怪火，你能猜出它们是怎么来的吗?
池子里的火旋风
艺术并不只是出现在画廊里，也出现在实验室里。瞧，这和“火焰龙卷风”可是两码事!后者是当空气的温度和热能满足某些条件时，火苗形成了垂直的漩涡，旋风般直插天际的罕见现象!这儿的“火旋风”，却在液体苯池中熊熊燃烧……苯是一种可燃的“无色透明”液体，所以不易察觉，但如果仔细观察火焰表面的波动和干扰，你就会看出猫腻!
不过，为啥它能烧出“旋风”(也像“蛇”)这种奇葩的形状呢?别被障眼法欺骗了——苯池的底部设有一个镜面，它反射并镜像了火焰的画面，产生出完全相反却又正好相连的另外半截!哎，设计者八成是被做实验耽误的魔术师!
微重力下的火球
这个直径6.5毫米的飘浮球体，诞生于NASA在国际空间站的模拟燃烧实验中。在微重力环境下，点燃的乙烯扩散成这副模样……它的温度比地球重力下的火焰低，氧气消耗率也不断下降，宇航员只用了一小滴燃料，就烧了20秒左右——可见，微小的燃料滴在充满氧气的微重力环境中会充分燃烧!
宇航员还研究了如何在微重力下扑灭火焰——在地球上只要烧得不大，我们就能用扑打、闷盖、喷粉等1000种方式灭火，在空间站却难多了!所以火焰实验对于航天器灭火至关重要，能帮科学家搞清楚可燃液体的燃烧和蒸发特性，以便“案发”后控制火情。
另外，航天器在太空飞行时，燃料箱也处于微重力环境下。如果航天器使用的是液体燃料发动机，就能从实验中获得信息，在燃料携带量不变的前提下，如何实现推力最大化和燃烧的持久化。
光剑VS糖葫芦
看这把“光剑”!它是由乙烯、空气、氮气构成，形成一道笔直的圆柱体扩散火焰。“剑锋”上如同“剑气”的幽蓝色光芒，来自预混气体在火焰表面的反应(这里的“预混气体”，是燃料和空气预先混合均匀的“混合气”，燃烧起来更有效率)。而“剑身”底部的“光环”，则是被困在气流漩涡中的煤烟形成的黄色辐射!
超新星爆炸
在NASA的格伦研究中心，同样的微重力环境下原本向中心汇聚的火焰，却遭到实验装置向外喷射的气流的影响，火焰遇风变形，形成了光芒四射的扩散火焰，外形不禁令人联想到传说中的“超新星爆炸”!
燃烧博士
“嗨，博士你好!”——这个入围作品，显然是个处心积虑的设计。
参赛者利用人造气流、甲烷(天然气的主要成分)和预混火焰(预混气体燃烧形成的火焰)，进行巧妙的布置，形成想要的火焰形状。
头发、胡须和鼻子：仔细看!没发现这三处火焰很相似吗?它们的原理是一样的——把微小的燃料颗粒，用人造气流“吹”向“头发”“胡须”和“鼻子”的对应位置(燃烧反应区)，那儿会像“火炉”一样，加热这些移动中的颗粒，从而射出光线!如果愿意，“博士”的“络腮胡”可以长得更加肆无忌惮!
眼睛、嘴巴：与前面相反，在“眼睛”和“嘴巴”的燃烧反应区，利用气流，一面将“吹”过来的颗粒“拒之门外”，促使其转向；另一面将此处点燃的火焰扩散开来，形成“眼睛”“嘴巴”的大体形状，笑容就出现了。
帽子：最后，利用甲烷和空气最寻常不过的经典反应——甲烷空气扩散火焰，打造一顶优雅的帽子，一个难掩喜悦之情的博士就跃然“火”上了!
变成蝴蝶飞走了
这片越待越不安分，直到变成“蝴蝶”飞走的火焰，孕育在附着于黄铜上的预混火焰——通过控制空气流量和降低甲烷流量，可以调节火焰中从左到右和从上到下的燃料，于是小火苗四处跳跃，“蝴蝶”出现了!当蝴蝶飞走的时候，火焰就彻底消失了……真是个魔术好点子!
火扇起舞
“火扇”清晰展示了重力对于火焰向上蔓延的影响。从左侧，火焰遭遇“天花板”——隔热板开始，随着燃烧表面的倾斜角度的增加，底部火焰从蓝色转变成蓝黄混合火焰，直到火焰从表面“升起”，剧烈燃烧并增加了黄色火焰的厚度。这种测试有助于发现火焰的蔓延特点，燃烧速度等。
可回收的火箭
这里有11道“空心火焰”，它们是正庚烷(一种无色易燃液体)和空气共同打造的杰作。它们清晰表明：在火焰逐渐变成高温火焰之前，由于反应物不断低温氧化，而变得越来越高，如同发射升空的“火箭”!而当从左向右增加反应物的温度时，画面就出现了从中到右的变化……不光形状和颜色，火焰的燃烧速率、排放、性质，都发生了很大的变化——仿佛“火箭”被成功回收，落入基地。
这些创意有的来自NASA宇航员的太空试验，有的来自化学家的偶然发现，有的来自科学达人的“艺术创作”，还有的来自向大自然的效仿学习!看归看，可千万不要玩火哦!
摘自《小哥白尼》2018.03
