声波灭火不稀奇,美国大学生还把设备缩小了

说起灭火,一般会想到的是洒水、泡沫灭火剂、干粉或二氧化碳灭火器,但你可知声波也能灭火?这不是科幻情节,早在 2012 年,美国国防高等研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)就示范过以声波灭火,说起来声波灭火对家中灭小火蛮实用,免得用水泼或是灭火器一喷,火是灭了,清理却很头痛,不过,DARPA 的声波灭火设备体积庞大,可没办法装在家中拿去灭小火。

(Source:YouTube)

但如今两位美国大学生有可能让我们在家可以声波灭火的愿望成真,美国维吉尼亚州乔治梅森大学工程学系学生特兰(Viet Tran)与电机工程学系学生罗伯森(Seth Robertson)将声波灭火设备缩小到可随行携带的大小。

到底声波怎么灭火?其实跟所有灭火的原理一样,灭火的基本原理是将氧气与可燃物质隔开,不论是二氧化碳、泡沫灭火剂都是应用同样的原理,而声波就是空气的振动,空气中的氧分子也会随着声波一起移动,声波是一种疏密波,也就是在波峰时空气密度高,在波谷时空气密度低,只要频率与振幅正确,声波能产生够久的短暂将近真空区间,于是火源得不到氧气供应,就会熄灭。

两人发现,用音乐灭火,完全无用,这是因为音乐的频率不断变化;改用单一声波时,他们发现,2 到 3 万赫兹的高频率声波,只会让火焰颤动,没有灭火效果,这是因为频率越高、波长越短,真空区间很快就会被高密度区间取代,所以只会让火焰发发抖;当频率低到 30 到 60 赫兹时,真空区间就长到可以让火熄灭。

原理有了,两个大学生的努力是将设备缩小到可以背着走,他们找来频率产生器、放大器,以及用纸板做成一个简单的准直器,让声波可以对正前方,然后试验的时候到了,两人以平底锅装了些酒精膏,点火后,用这个声波灭火器原型机对准火焰,火焰应声消失。

(Source:YouTube)

显然,这个设备能够灭掉这种小规模的火,用在家中灭掉锅子起火应该够了,下一步,是要尝试灭掉各种不同的火源,而两人也期望声波能灭更大规模的火灾,不只是家庭火灾,甚至是森林大火。两人认为,现在要灭森林大火,必须不断从水源处以直升机运水浇灌,但如果能用声波灭火,不需用水,灭火的效率会高很多。

不过,这个灭森林大火的理想可能不容易达成,声波毕竟不像水有冷却效果,火焰熄灭后的空气与火源还是热的,平底锅起火的热能很快消散,但森林大火热度极高,无法降温就会重新燃起。不过,只要能用来灭家中小火,又不会弄得家里都是水或是泡沫,就已经对人类有很大帮助了。

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