用“低音炮”灭火

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  2015年3月,美国乔治梅森大学工程专业的Seth Robertson和Viet Tran研究出一款声波灭火装置,它能发出30~60赫兹的低频声波,在短短几秒钟内将火扑灭。
  众所周知,燃烧需要三大条件:可燃物、足够高的氧气浓度、足够高的温度。只要任何一个条件不满足,火就会熄灭。“低音炮”灭火,就是针对氧气浓度这一燃烧条件“对症下药”。
  根据流体力学伯努利方程p 1/2ρv2 ρgh=C,可知空气中某点的压强p与空气振动速度v是负相关的,即振动速度v越大,压强p就越小,意味着空气密度越小。因此,当声波传输时,由于空气分子的振动,就会在周围空间形成一层层或疏或密的空气壳。
  根据机械波波长公式λ=v/f。声音在空气中的传播速度v是340米/秒,频率为30~60HZ,计算可得该声波的波长为5.6~11.3米之间。当这一声波遇到地面发生反射时,如果距离合适,反射波将与原来的声波形成“干涉”,这时会出现比较稳定的“驻波”,即两个振幅、波长、周期皆相同的正弦波相向行进干涉而成的合成波。
  “低音炮”灭火器正是采用这一原理,选择合适的频率、合适的距离,使空气分子都振动起来,努力使火源附近的空气压强减小、空气密度降低。当火源周围氧气浓度降低到一定数值时,火就被扑灭了。
  大家可不要小瞧这一灭火器哦。如果太空飞船上着火了,由于没有重力的约束,传统的灭火方式只会产生大量四处飘散的飞沫,严重威胁宇航员的身体健康。而“低音炮”灭火,完全可以免除这一问题,是我们太空旅行的好“伴侣”。
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