防风打火机的原理

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防风打火机的原理相信很多人都不了解,这个问题通过小编来详细的介绍一下,毕竟防风打火机现实中还是很实用的,一起来关注这个问题。

ZIPPO是防风打火机的代表,以至于提到“防风打火机”甚至是“打火机”,很多人就会立刻想到“ZIPPO”。那么ZIPPO为什么能够防风呢?

说到这,我们必须先回头讲讲“燃烧三要素”。在中学的课本里,大家就应该接触到这个知识:燃烧(burning)是物体快速氧化,产生光和热的过程。而燃烧是必需三种东西并存才能发生,分别是可燃物、助燃物、及温度要达到燃点,这构成了一个燃烧三角,称为燃烧三要素。三要素中,去掉了任何一个,燃烧三角都不能构成,燃烧也就不能继续下去。消防队灭火的时候,就是破坏这个燃烧三角,去掉燃烧三要素中的一个、两个或者全部,使燃烧过程终止。对于防风打火机来说,我们要做的正好相反,我们要努力维持燃烧三角,使三要素同时具备,这时,打火机就可以持续的燃烧下去。

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在生活中,我们常常看到一些似乎是相互矛盾的常识,比如,我们可以一口气吹灭蜡烛,但是我们也知道一个成语叫“风助火势”,那么为什么会出现这种情况呢?这是由于燃烧过程中积蓄的热量多少不同造成的。对于烛火来说,燃烧过程平缓,产生和积蓄的热量都较少,有风的时候,风会带走火焰的大部分热量,使可燃物的温度降低到着火点以下,从而破坏燃烧三角。而较大的火势,比如森林大火,由于可燃物很多,燃烧过程剧烈,产生和积蓄了大量热量,大风也不能使可燃物温度降到着火点以下,反而带来更多的助燃物……空气(氧气),所以使得燃烧过程更加剧烈,火势的扩散也更快。

对于打火机来说,油是可燃物,空气是助燃物,我们维持其燃烧只需要使其温度持续的保持在着火点之上。风可以带走火焰的热量,越大的风,带走热量的速度就越快,那么我们只需要通过设计一种挡风装置,使流过火焰的空气速度降低到一定程度以下,火焰就可以持续燃烧了。防风墙就是这样产生的。接下来,我们来看看防风墙对流过火焰的气流产生了什么影响。

风水平吹向防风墙,防风墙的大部分地方是无孔,风被挡住被迫向两侧和上方流动,在有孔的地方量小得多的空气穿过小孔,由于小孔旁边铁片挡住的区域是低压区,穿过小孔的气柱分散开,在燃烧室内部形成多股涡流。这些涡流由于彼此间方向不同,会相互减弱、扰乱、抵消,整个燃烧室内就形成了很多流速较低的乱流。这些流速较低的乱流对于棉芯的火焰来说,不足以迅速的带走热量,因此,棉芯火焰得以持续的保持在Z油的燃点以上,燃烧就得以维持。

当防风墙以外的风速加大时,穿过小孔的空气柱流速也加大,在燃烧室内形成的多股涡形乱流的流速也会加大。当燃烧室内部的乱流流速大到带走的热量多于火焰能够产生的热量时,燃烧过程被终止,火焰熄灭。据说,,Zippo公司曾于1979年举行了一项科学性的Zippo抗风性能实验。实验以200型号Zippo为测试对象,结果显示其耐风性为时速32英里。

顺便说点相关的事,有人说,ZIPPO是防风的,为什么用嘴一吹就灭。我们可以对用嘴吹气的风速做一个估算。成年男的正常肺活量约是3500毫升,我们在吹气的时候,嘴唇形成的出气口约是0.5平方厘米。那么3500毫升(立方厘米)的气体全部通过0.5平方厘米的小孔的时候,会形成一个长度为7000厘米,也就是70米的气柱,一般一口气会在3秒左右吹完,那么每秒的风速大约是23.33米,这个数字在蒲氏风级表中已经相当于9级大风。换算过来合84公里/小时。而时速32英里相当于51.2公里/小时。现在你可能就知道了,就算你悠着劲吹气,风速也可能远大于室外的5级大风。

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