从火旋涡到蓝色旋涡及无污染燃烧

火旋涡在大型城市和野外火灾中出现时，对人类及周围环境是强大的旋转性灾难。尽管火旋涡长期以来因消防安全应用而被研究，但以往研究尚未利用其潜在的燃烧效率以增强燃烧。本文展示了以池火引发、但燃料位于水面上的火旋涡实验室研究，由此萌生了利用火旋涡高效率进行溢油修复的想法。我们展示了从池火到火旋涡、再到一种先前未观测到的状态——蓝色旋涡的转变。蓝色旋涡更小、非常稳定，并在碳氢化合物火焰中完全燃烧为蓝紫色，表明无烟尘燃烧。快速混合与水面边界的共同作用创造了导致近乎无烟尘燃烧的条件。鉴于全球需要减少有意和无意燃烧的排放，这一新状态的发现指向了高效低排放能源生产和燃料泄漏清理的新途径。由于当前生成稳定涡流的方法较为困难，我们还提出蓝色旋涡可作为流体力学中涡流基础研究的平台。