火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的
火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的
除了我們耳熟能詳?shù)凝埦盹L(fēng),和在海面上出現(xiàn)的水龍卷,其實(shí)大自然中還有一種恐怖的火龍卷!火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的呢？下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的，歡迎閱讀。
火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的
火焰龍卷風(fēng)又叫火怪，火旋風(fēng)，是指當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，空氣的溫度和熱能梯度滿足某些條件，火苗形成一個(gè)垂直的漩渦，旋風(fēng)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(shí)間也有限，一般只有幾分鐘，但如果風(fēng)力強(qiáng)勁能持續(xù)更長的時(shí)間。
火焰龍卷風(fēng)形成原因
火焰龍卷風(fēng)的形成需要具備一定條件：強(qiáng)烈熱量和涌動風(fēng)流結(jié)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(fēng)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)著吸入燃燒殘骸和易燃?xì)怏w。
一般在渦度方程中，幅合效應(yīng)是影響渦度變化的最大因素。 在火災(zāi)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(fēng)便形成了。有說在日本關(guān)東大地震，火災(zāi)處處，都發(fā)生了好幾起的火焰龍卷風(fēng)。
漩渦擾動
大火可引起一系列渦旋，其強(qiáng)度從塵卷風(fēng)(俗稱“旋風(fēng)”)那樣的小旋渦，到強(qiáng)烈的龍卷風(fēng)擾動。這種渦旋兼有風(fēng)暴性大火和森林大火。其特征是：火中心上空有強(qiáng)烈的上升氣流和很強(qiáng)的地面旋風(fēng)。
升空遇風(fēng)
火焰龍卷風(fēng)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(shí)高空有風(fēng)，上升的氣流會開始旋轉(zhuǎn)，便可能形成所謂的火焰龍卷風(fēng)。
成型狀況
火焰龍卷風(fēng)構(gòu)成部分
火焰龍卷風(fēng)包含著一個(gè)內(nèi)核，實(shí)際上這個(gè)內(nèi)核就是著火部分;此外還包含一個(gè)無形的袋狀旋轉(zhuǎn)氣體，它為火旋風(fēng)內(nèi)核提供新鮮的氧氣。
旋風(fēng)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(dá)火旋風(fēng)內(nèi)核，直至到達(dá)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(fēng)的內(nèi)核看上去非常高，且十分纖細(xì)。常見的火旋風(fēng)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(fēng)(幾十米寬，300米高)。
來流改變了火焰龍卷風(fēng)內(nèi)部的燃燒結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了中空燃燒狀態(tài)的形成。中空燃燒狀態(tài)有一個(gè)中心的低溫區(qū)域。在中心低溫區(qū)域溫度最低時(shí)，火焰龍卷風(fēng)持續(xù)時(shí)間最長。來流增強(qiáng)了火焰龍卷風(fēng)的整體轉(zhuǎn)動，并且加劇了火焰龍卷風(fēng)的螺旋狀上升。[4]
破壞能力
火焰龍卷風(fēng)夾卷著火焰，像一條火龍一樣旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，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(shí)以上，難以被撲滅。
研究模型
火焰龍
卷風(fēng)存在一種中空燃燒的狀態(tài)。通過燃燒風(fēng)洞，對不同來流影響下的火旋風(fēng)進(jìn)行分析研究。通過一個(gè)置于大型燃燒風(fēng)洞中的邊角開有切向進(jìn)風(fēng)口的六邊形小尺寸火焰龍卷風(fēng)發(fā)生模型，應(yīng)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(jìn)行采集，研究來流速度對火焰龍卷風(fēng)內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)的影響、火焰龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)速度的影響以及持續(xù)時(shí)間的影響。
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