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葡萄牙山林出现,火焰龙卷风

2019-11-10 14:10

火焰龙卷风又叫火怪,火旋风,是指当火情发生时,空气的温度和热能梯度满足某些条件,火苗形成一个垂直的漩涡,旋风般直插入天空的罕见现象。旋转火焰多发生在灌木林火,火苗的高度30至200英尺不等,持续的时间也有限,一般只有几分钟,但如果风力强劲能持续更长的时间。

葡萄牙一家电视台在阿加尼尔拍摄到一奇观,葡萄牙山林发生大火,但是火焰如同龙卷风一样,当地人把这种现象叫做“火魔鬼”。火焰放肆扭动,形态千奇百怪,难怪葡萄牙人会把这种现象叫做“火魔鬼”。其实这种“火魔鬼”叫做“火旋风”,也可以称之为“火焰龙卷风”。

形成原因

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火焰龙卷风的形成需要具备一定条件:强烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋转的空气涡流。这些空气涡流可收紧形成类似龙卷风结构,旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体。

“火旋风”是指发生火情的时候,空气的温度和热能梯度在指定的情况下,火苗变成一个垂直的漩涡,像一道旋风样冲向天空的罕见现象。“火旋风”多数出现在灌木林火,火苗的高度在30至200英尺之间,持续时间不会太长,最多几分钟时间,但是在风力的帮助下,这种情况会比较持久一点。

一般在涡度方程中,幅合效应是影响涡度变化的最大因素。 在火灾中,火的热力令空气上升,周围的空气从四方八面涌入,形成幅合,火焰龙卷风便形成了。有说在日本关东大地震,火灾处处,都发生了好几起的火焰龙卷风。

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漩涡扰动

“火旋风”在某些条件下才出现:剧烈热量和流动风流交融回合,将形成旋转的空气涡流。这些空气涡流可收紧形成类似龙卷风结构,旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体。

大火可引起一系列涡旋,其强度从尘卷风那样的小旋涡,到强烈的龙卷风扰动。这种涡旋兼有风暴性大火和森林大火。其特征是:火中心上空有强烈的上升气流和很强的地面旋风。

一般在涡度方程中,幅合效应是影响涡度变化的最大因素。 在火灾中,火的热力令空气上升,周围的空气从四方八面涌入,形成幅合,“火旋风”便形成了。

升空遇风

“火旋风”虽然看起来很吸引人,但是它的破坏力不容小觑,“火旋风”夹卷着火焰,像一条火龙一样旋转前进,所到之处皆为灰烬。其威力足以将一棵小树连根拔起,可持续1小时以上,难以被扑灭。

火焰龙卷风的形成必须在火焰燃烧产生高温造成热对流上升后,如果这时高空有风,上升的气流会开始旋转,便可能形成所谓的火焰龙卷风。

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成型状况

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构成部分

火焰龙卷风包含着一个内核,实际上这个内核就是着火部分;此外还包含一个无形的袋状旋转气体,它为火旋风内核提供新鲜的氧气。

旋风形态

一旦火焰被旋转的气流所吸收,未燃烧气体将抵达火旋风内核,直至到达具有充足新鲜、加热氧气的区域使这些气体燃烧起来。因此火焰龙卷风的内核看上去非常高,且十分纤细。常见的火旋风内核只有0.3-0.9米宽,高15-30米。但在条件合适的状况下,还能形成巨大的火旋风(几十米宽,300米高)。

来流改变了火焰龙卷风内部的燃烧结构,促进了中空燃烧状态的形成。中空燃烧状态有一个中心的低温区域。在中心低温区域温度最低时,火焰龙卷风持续时间最长。来流增强了火焰龙卷风的整体转动,并且加剧了火焰龙卷风的螺旋状上升。

破坏能力

火焰龙卷风夹卷着火焰,像一条火龙一样旋转前进,所到之处皆为灰烬。其威力足以将一棵小树连根拔起,可持续1小时以上,难以被扑灭。

研究模型

火焰龙卷风存在一种中空燃烧的状态。通过燃烧风洞,对不同来流影响下的火旋风进行分析研究。通过一个置于大型燃烧风洞中的边角开有切向进风口的六边形小尺寸火焰龙卷风发生模型,应用热电偶测温和皮托管测速以及电子数据采集系统,对该模型内的温度分布数据和速度分布数据进行采集,研究来流速度对火焰龙卷风内部燃烧结构的影响、火焰龙卷风旋转速度的影响以及持续时间的影响。

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