Химики научились тушить пожары электричеством
На очередном заседании Американского химического общества учёные из Гарварда рассказали о своих экспериментах по борьбе с огнём при помощи электрического тока.
На этом рисунке пожарный не стреляет в погорельцев, а пытается при помощи электричества создать для них проход в пламени (иллюстрация Daily Mail).
Аспирант Лудовико Кадемартири (Ludovico Cademartiri) и его коллеги обнаружили множество работ, исследующих влияние электричества на огонь (искривление языков пламени, его мерцание). В некоторых упоминалось, что заряд может даже погасить пламя. Но никто из учёных так и не удосужился изучить практическое применение феномена.
«Контролировать пламя - сложно, но наше исследование показало, что приложением сильного электрического поля можно подавить распространение огня очень быстро», - сказал Кадемартири.
Причём наилучший эффект, как выяснилось, достигается с сильным осциллирующем полем. Предшественники Кадемартири использовали сравнительно слабые и постоянные поля, и потому не могли узнать, насколько мощным может быть эффект подавления огня.
Чтобы добиться яркого результата, инженеры подключили устройство, напоминающее стержень, к усилителю (до 600 ватт мощности и с рабочим напряжением до 40 киловольт). С помощью такой системы авторам опыта удалось сбить пламя высотой 30-50 сантиметров. В дальнейших экспериментах был тот же результат. При этом на заседании Лудовико
отметил, что в теории для борьбы с огнём будет достаточно и десятой части использованной мощности.
Учёные считают, что нынешняя практика тушения пожаров хоть и эффективна в большинстве случаев, но очень уж разрушительна. Мол, часто вода, пена и порошок наносят больше разрушений, чем сам пожар (фото Billy Heath/Flickr.com).
Что именно происходит с пламенем под воздействием электрического импульса, исследователи до конца не разобрались. Они полагают, что имеет место сразу несколько разных явлений.
Однако есть некоторые догадки. Так, сильное электрическое поле (в десятки киловольт), формируемое «волшебной палочкой», скорее всего, влияет на заряженные частицы внутри пламени (сажу, ионы и электроны) и заставляет их перемещаться. А эти заряженные частицы, в свою очередь, влияют на потоки газа в пламени, нарушают его стабильность и в финале отделяют пламя от его источника (топлива).
Опыт Кадемартири. Вытянутый электрод сильным электрическим полем сбивает пламя метановой горелки. Через мгновение оно погаснет (фото Jabulani Barber, Ludovico Cademartiri/Harvard).
Американские учёные мечтают о том, что рано или поздно «электрическим лучом» можно будет проделывать отверстия (коридоры) в стене огня, чтобы открывать вход пожарным и выход пострадавшим людям.
Конечным результатом нынешнего исследования может стать заплечный ранец-огнетушитель для спасателей (силовая установка будет располагаться внутри) или же электрические потолочные «разбрызгиватели», вроде водяных спринклеров, что используются в системах пожаротушения зданий.
Что немаловажно, тушить возгорания при помощи новой технологии можно будет издалека. А это не только обезопасит пожарных, но и избавит спасателей от необходимости в подводе воды и прочих материалов к месту пожара. Или, во всяком случае, традиционных средств пожаротушения потребуется меньше, чем раньше.
Тушение электричеством подойдёт для небольших пространств (бронетранспортёров, самолётов, подводных лодок). Но ликвидировать таким способом лесные пожары, распространяющиеся по большим территориям, вряд ли удастся (фото Flickr.com).
Кадемартири со товарищи видят и другое применение своему открытию: с его помощью можно будет контролировать горение в двигателях, на электростанциях, а также в сварочных аппаратах и газовых резаках, считают учёные.
В любом случае Лудовико ещё намерен выяснить, как описанный эффект зависит от масштабов пламени, как потоки заряженных частиц влияют на пламя, кинетику химических реакций в зоне горения и перераспределение потоков тепла.
Журнал Мембрана
На этом рисунке пожарный не стреляет в погорельцев, а пытается при помощи электричества создать для них проход в пламени (иллюстрация Daily Mail).
Аспирант Лудовико Кадемартири (Ludovico Cademartiri) и его коллеги обнаружили множество работ, исследующих влияние электричества на огонь (искривление языков пламени, его мерцание). В некоторых упоминалось, что заряд может даже погасить пламя. Но никто из учёных так и не удосужился изучить практическое применение феномена.
«Контролировать пламя - сложно, но наше исследование показало, что приложением сильного электрического поля можно подавить распространение огня очень быстро», - сказал Кадемартири.
Причём наилучший эффект, как выяснилось, достигается с сильным осциллирующем полем. Предшественники Кадемартири использовали сравнительно слабые и постоянные поля, и потому не могли узнать, насколько мощным может быть эффект подавления огня.
Чтобы добиться яркого результата, инженеры подключили устройство, напоминающее стержень, к усилителю (до 600 ватт мощности и с рабочим напряжением до 40 киловольт). С помощью такой системы авторам опыта удалось сбить пламя высотой 30-50 сантиметров. В дальнейших экспериментах был тот же результат. При этом на заседании Лудовико
отметил, что в теории для борьбы с огнём будет достаточно и десятой части использованной мощности.
Учёные считают, что нынешняя практика тушения пожаров хоть и эффективна в большинстве случаев, но очень уж разрушительна. Мол, часто вода, пена и порошок наносят больше разрушений, чем сам пожар (фото Billy Heath/Flickr.com).
Что именно происходит с пламенем под воздействием электрического импульса, исследователи до конца не разобрались. Они полагают, что имеет место сразу несколько разных явлений.
Однако есть некоторые догадки. Так, сильное электрическое поле (в десятки киловольт), формируемое «волшебной палочкой», скорее всего, влияет на заряженные частицы внутри пламени (сажу, ионы и электроны) и заставляет их перемещаться. А эти заряженные частицы, в свою очередь, влияют на потоки газа в пламени, нарушают его стабильность и в финале отделяют пламя от его источника (топлива).
Опыт Кадемартири. Вытянутый электрод сильным электрическим полем сбивает пламя метановой горелки. Через мгновение оно погаснет (фото Jabulani Barber, Ludovico Cademartiri/Harvard).
Американские учёные мечтают о том, что рано или поздно «электрическим лучом» можно будет проделывать отверстия (коридоры) в стене огня, чтобы открывать вход пожарным и выход пострадавшим людям.
Конечным результатом нынешнего исследования может стать заплечный ранец-огнетушитель для спасателей (силовая установка будет располагаться внутри) или же электрические потолочные «разбрызгиватели», вроде водяных спринклеров, что используются в системах пожаротушения зданий.
Что немаловажно, тушить возгорания при помощи новой технологии можно будет издалека. А это не только обезопасит пожарных, но и избавит спасателей от необходимости в подводе воды и прочих материалов к месту пожара. Или, во всяком случае, традиционных средств пожаротушения потребуется меньше, чем раньше.
Тушение электричеством подойдёт для небольших пространств (бронетранспортёров, самолётов, подводных лодок). Но ликвидировать таким способом лесные пожары, распространяющиеся по большим территориям, вряд ли удастся (фото Flickr.com).
Кадемартири со товарищи видят и другое применение своему открытию: с его помощью можно будет контролировать горение в двигателях, на электростанциях, а также в сварочных аппаратах и газовых резаках, считают учёные.
В любом случае Лудовико ещё намерен выяснить, как описанный эффект зависит от масштабов пламени, как потоки заряженных частиц влияют на пламя, кинетику химических реакций в зоне горения и перераспределение потоков тепла.
Журнал Мембрана