2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Синхронизация пламени свечей
Сообщение21.12.2007, 15:19 
Заслуженный участник


28/10/05
1368
На одной из конференций в Англии меня заинтересовал постер о колебаниях и синхронизации пламени свечей. Японец очень плохо говорил по-английски, поэтому многого рассказать не смог. Мы с товарищем только и смогли разобрать, что объяснения явления они не знают, и что он еще студент. Зато он показал забавные видео, демонстрирующее эти самые колебания. У меня остались фотографии постера (весьма корявые..), первые четыре из которых составляют целое. У вас есть все шансы удостовериться в существовании явления и объяснить его (в научно-популярной литературе случайно об этом не писалось?! ).

Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Синхронизация пламени свечей
Сообщение25.12.2007, 19:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/04/07
1352
Москва
LynxGAV писал(а):
в научно-популярной литературе случайно об этом не писалось?


Горение в условиях конвективного движения не является актуальным для технических приложений, где приток воздуха обеспечивается другими средствами.

Горение свечи сопровождается плавлением парафина, за счет лучистой энергии пламени, и созданием некоторой линзы расплавленного парафина вблизи фитиля. Фитиль находится в неравномерном поле температур, верхняя часть которого является источником газо образования будущих возгораемых продуктов, возможно с изменением химического состава. Капиллярное давление в промежутках между волокнами постоянно подводит жидкий парафин к верхнему концу фитиля по типу движения березового сока в промежутке между корой и стволом дерева. Движение воздуха вверх вблизи фитиля вызывает его смешение с возгораемым газом и создает топливную смесь, которая встречаясь с фронтом горения вызывает существенное повышение объема и приводит к появлению архимедовой силы. Пламя представляет собой смесь газов с повышенной температурой, пока она не излучит энергию или не смешается с рядом находящимся холодным воздухом, или же растянутая по пространству химическая реакция не закончится.
В силу постоянства давления в зоне пламени, пламя представляет собой обьемный источник и течение около пламени представляет собой источник, поле скоростей от которого исходит из центра объема пламени. На это поле скоростей накладывается поле скоростей от подъема сгоревшего газа и суперпозиция этих полей скоростей по всей видимости приводит к появлению колебаний. Можно отметить некоторый релаксационный характер данных колебаний, ввиду того что яркость пламени растет более плавно по сравнению с процессом уменьшения пламени. Характерным процессом уменьшения высоты пламени является увеличение скорости обдува фитиля. Это можно отметить скажем на устройствах газовой резки( при зажигании без подачи кислорода длина пламени очень велика, а при подаче кислорода длина существенно уменьшается). По всей видимости общее всплытие рядом находящегося воздуха приводит к укорочению длины пламени. Укорочение в свою очередь уменьшает свойства всплытия газа и создает колебательные процессы.

Вблизи пламени в силу вязкости воздуха существует зона, в которой воздух движется вверх. На некотором расстоянии от пламени возникают обратные токи холодного воздуха, который вытесняется из верхнего пространства над пламенем.
Если две свечи расположены на малом расстоянии в зоне движения вверх, то они будут колебаться синхронно. На большем расстоянии они будут колебаться в противофазе. На еще большем расстоянии не будет синхронизации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Синхронизация пламени свечей
Сообщение25.12.2007, 19:52 
Заслуженный участник


28/10/05
1368
Zai писал(а):
Горение в условиях конвективного движения не является актуальным для технических приложений, где приток воздуха обеспечивается другими средствами.


Никто и не говорил о технических приложениях. Как можно использовать синхронизацию маятниковых часов, висящих рядом на стене? А этому явлению было посвящено немало статей.

Автор, отвечая, что не знает, как объяснить явление, хотел подчекрнуть, что не имеет теор. расчетов, подтверждающих проведенные эксперименты. Вы тут описали целый технологический процесс, есть идеи, как его формализовать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Синхронизация пламени свечей
Сообщение20.01.2011, 01:18 
Аватара пользователя


13/01/11

119
Вильнюс
Я бы, в обьяснении эффекта, делал главный упор на развитие пламени в результате увеличения притока воздуха, которое в свою очередь вызывает ещё большее увеличение притока воздуха, уменьшающее пламя, таким образом устанавливаются автоколебания.

Мне кажется потоки воздуха и величина пламени здесь связаны напрямую, количество же горючей смеси вторично.
Химическая реакция усиливается из - за притока кислорода, происходит более полное сгорание, увеличивается скорость хим. реакции увеличивается кол - во тепла выделяющегося в 1-цу времени (т.е. мощность пламени свечи если так можно выразится), увеличивается кол-во теплого воздуха, вытесняемого из обьёма пламени, увеличивается скорость притока холодного воздуха, который во - первых вытягивает свечу, а во - вторых, ввиду большего массого расхода, гасит пламя, при невозможности большего притока топлива, пламя уменьшается, скорость хим. реакции замедляется, обьём пламени уменьшается, скорость притока уменьшается и весь цикл повторяется сначала.
Начинаются автоколебания в системе Фитиль - Пламя - Воздух.
Но вижу что с обьяснениями опоздал Zai более подробно изложил суть вопроса.

 Профиль  
                  
 
 Re: Синхронизация пламени свечей
Сообщение20.01.2011, 20:36 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
12046
 i 
Aleksandrito в сообщении #402021 писал(а):
Но вижу что с обьяснениями опоздал Zai более подробно изложил суть вопроса.

Ага, на 4 года опаздали. Прежде чем отвечать в теме, ознакамливайтесь со всей темой, а не только в с первым ее сообщением

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group