火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的

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(mǎn)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(jiàn)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(zhǎng)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(dòng)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(lèi)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?chē)目諝鈴乃姆桨嗣嬗咳耄纬煞希鹧纨埦盹L(fēng)便形成了。有說(shuō)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(dòng)

大火可引起一系列渦旋，其強(qiáng)度從塵卷風(fēng)(俗稱(chēng)“旋風(fēng)”)那樣的小旋渦，到強(qiáng)烈的龍卷風(fēng)擾動(dòng)。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(duì)流上升后，如果這時(shí)高空有風(fēng)，上升的氣流會(huì)開(kāi)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(wú)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(lái)。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(jiàn)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(lái)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(zhǎng)。來(lái)流增強(qiáng)了火焰龍卷風(fēng)的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shù)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(guò)燃燒風(fēng)洞，對(duì)不同來(lái)流影響下的火旋風(fēng)進(jìn)行分析研究。通過(guò)一個(gè)置于大型燃燒風(fēng)洞中的邊角開(kāi)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(cè)溫和皮托管測(cè)速以及電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)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(lái)流速度對(duì)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。

看了火焰龍卷風(fēng)是怎樣形成的