火焰龙卷风
火旋风又称火怪和火旋风,是指当火灾发生时,空气的温度和热梯度满足一定条件,火焰形成垂直旋涡,像旋风一样插入天空的罕见现象。旋转火焰大多发生在灌木丛中。火焰的高度从30英尺到200英尺不等,持续时间有限,通常只有几分钟。然而,如果风很大,它可以持续更长时间。
成因
火龙卷风的形成需要一定的条件:高温和汹涌的风的结合会形成一个旋转的空气漩涡。这些空气漩涡可以被收紧,形成一个类似龙卷风的结构,旋转着吸入燃烧的碎片和可燃气体。
通常,在涡度方程中,振幅-宽度效应是影响涡度变化的最大因素。在火灾期间,火的热量导致空气上升,周围的空气从四面八方涌入形成一个完整的画面,从而形成了龙卷风。据说在关东大地震期间,在龙卷风中发生了几次火灾。
涡流干扰
火灾会引起一系列的漩涡,强度从像尘风这样的小漩涡(通常被称为“旋风”)到强烈的龙卷风扰动不等。这个漩涡结合了风暴火和森林火。它的特点是强上升气流和火灾中心上空的强地面气旋。
悬而未决
火焰龙卷风的形成必须是在火焰燃烧产生的高温导致热对流上升之后。如果此时高空有风,上升的气流将开始旋转,这可能会形成所谓的龙卷风。
成型条件
成分
火龙卷风包含一个内核,它实际上是点火部分。此外,它还含有一种看不见的袋状旋转气体,为火旋风的内核提供新鲜氧气。
气旋形式
一旦火焰被旋转的气流吸收,未燃烧的气体将到达火焰旋风器的内部核心,直到它到达具有足够的新鲜和加热的氧气来燃烧这些气体的区域。因此,龙卷风的内核看起来很高很细。普通的火旋风核心只有0.3-0.9米宽,15-30米高。然而,在适当的条件下,巨大的火旋风(几十米宽,300米高)可以形成。
来流改变了龙卷风内部的燃烧结构,促进了中空燃烧状态的形成。中空燃烧状态具有中心低温区。当中心低温区温度最低时,龙卷风持续时间最长。来流加强了火旋风的整体旋转,加剧了火旋风的螺旋上升。
损坏能力
火旋风像火龙一样向前旋转,火焰夹在它的臂弯里。无论走到哪里,都是灰烬。它的力量足以连根拔起一棵小树,这棵树可以持续一个多小时,而且很难扑灭。
研究模型
龙卷风有一种中空燃烧的状态。通过燃烧风洞,对不同来流下的火灾旋风进行了分析和研究。通过放置在大型燃烧风洞中的角部有切向进气口的六角形小尺寸火灾龙卷风生成模型,利用热电偶测温、皮托管测速和电子数据采集系统采集模型中的温度分布数据和速度分布数据,研究来流速度对火灾龙卷风内部燃烧结构、火灾龙卷风旋转速度和持续时间的影响。
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