Физика в вопросах и ответах

ВОПРОС: Будет ли гореть свеча в невесомости?

ОТВЕТ: Для горения необходим подток кислорода к испаряемому веществу свечи. В земных условиях этот подток, удаление продуктов горения осуществляется за счет конвекции. Горячие газы, образующиеся в результате сгорания, легкие и поднимаются вверх, увлекая воздух снизу фитиля за счет пониженного давления. Это и обеспечит как подток свежего воздуха, так и удаление CO и CO2 из зоны реакции.

Конвекции в невесомости не будет. Останутся подток воздуха за счет слабых потоков воздуха в космическом корабле, подток за счет расширения продуктов сгорания и за счет диффузии. Эти процессы слабые, хватит ли их для горения можно выяснить только экспериментально. Такие эксперименты проводились на космической станции "Мир" в 1996г.


Оказалось, что свеча гореть в невесомости может, правда, не столько интенсивно. Пламя свечи будет выглядеть иначе: вместо вытянутой формы оно будет иметь сферическую. Причина понятна: в невесомости нет тепловой конвекции, поскольку для нее нужна выталкивающая сила, а значит, и гравитация. Свеча в невесомости горела иногда более 45 минут, причем задолго перед потуханием начинались самопроизвольные колебания пламени.

В отсутствии конвекции пламя будет охлаждаться слабее, и его температура резко возрастет. Из-за этого возможен режим горения с периодическими взрывами. Этот режим может осуществляться следующим образом. За счет сильного перегрева вещества свечи происходит испарение. Пары стеарина смешиваются с воздухом, пока не образуется взрывчатая концентрация. Взрыв! и продукты сгорания уносятся взрывной волной, а на место их поступает свежий воздух. Если взрыв несильный, то свеча остается "жива", часть стеарина с поверхности свечи испаряется и процесс повторяется.

Подробнее:
http://mgnwww.larc.nasa.gov/db/combustion/combustion.html
http://science.msfc.nasa.gov/newhome/headlines/msad08jul97_1.htm

И.П.Иванов, М.В.Энтин



[ Предыдущий вопрос     Оглавление     Следующий вопрос ]


vlad@ssl.nsu.ru