火焰龍卷風是怎樣形成的

火焰龍卷風又叫火怪，火旋風，是指當火情發(fā)生時，空氣的溫度和熱能梯度滿足某些條件，火苗形成一個垂直的漩渦，旋風般直插入天空的罕見現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)火焰多發(fā)生在灌木林火，火苗的高度30至200英尺不等，持續(xù)的時間也有限，一般只有幾分鐘，但如果風力強勁能持續(xù)更長的時間。

火焰龍卷風形成原因

火焰龍卷風的形成需要具備一定條件：強烈熱量和涌動風流結合在一起將形成旋轉(zhuǎn)的空氣渦流。這些空氣渦流可收緊形成類似龍卷風結構，旋轉(zhuǎn)著吸入燃燒殘骸和易燃氣體。

一般在渦度方程中，幅合效應是影響渦度變化的最大因素。 在火災中，火的熱力令空氣上升，周圍的空氣從四方八面涌入，形成幅合，火焰龍卷風便形成了。有說在日本關東大地震，火災處處，都發(fā)生了好幾起的火焰龍卷風。

漩渦擾動

大火可引起一系列渦旋，其強度從塵卷風(俗稱“旋風”)那樣的小旋渦，到強烈的龍卷風擾動。這種渦旋兼有風暴性大火和森林大火。其特征是：火中心上空有強烈的上升氣流和很強的地面旋風。

升空遇風

火焰龍卷風的形成必須在火焰燃燒產(chǎn)生高溫造成熱對流上升后，如果這時高空有風，上升的氣流會開始旋轉(zhuǎn)，便可能形成所謂的火焰龍卷風。

成型狀況

火焰龍卷風構成部分

火焰龍卷風包含著一個內(nèi)核，實際上這個內(nèi)核就是著火部分;此外還包含一個無形的袋狀旋轉(zhuǎn)氣體，它為火旋風內(nèi)核提供新鮮的氧氣。

旋風形態(tài)

一旦火焰被旋轉(zhuǎn)的氣流所吸收，未燃燒氣體將抵達火旋風內(nèi)核，直至到達具有充足新鮮、加熱氧氣的區(qū)域使這些氣體燃燒起來。因此火焰龍卷風的內(nèi)核看上去非常高，且十分纖細。常見的火旋風內(nèi)核只有0.3-0.9米寬，高15-30米。但在條件合適的狀況下，還能形成巨大的火旋風(幾十米寬，300米高)。

來流改變了火焰龍卷風內(nèi)部的燃燒結構，促進了中空燃燒狀態(tài)的形成。中空燃燒狀態(tài)有一個中心的低溫區(qū)域。在中心低溫區(qū)域溫度最低時，火焰龍卷風持續(xù)時間最長。來流增強了火焰龍卷風的整體轉(zhuǎn)動，并且加劇了火焰龍卷風的螺旋狀上升。[4]

破壞能力

火焰龍卷風夾卷著火焰，像一條火龍一樣旋轉(zhuǎn)前進，所到之處皆為灰燼。其威力足以將一棵小樹連根拔起，可持續(xù)1小時以上，難以被撲滅。

研究模型

火焰龍

卷風存在一種中空燃燒的狀態(tài)。通過燃燒風洞，對不同來流影響下的火旋風進行分析研究。通過一個置于大型燃燒風洞中的邊角開有切向進風口的六邊形小尺寸火焰龍卷風發(fā)生模型，應用熱電偶測溫和皮托管測速以及電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對該模型內(nèi)的溫度分布數(shù)據(jù)和速度分布數(shù)據(jù)進行采集，研究來流速度對火焰龍卷風內(nèi)部燃燒結構的影響、火焰龍卷風旋轉(zhuǎn)速度的影響以及持續(xù)時間的影響。

看了火焰龍卷風是怎樣形成的