Onderzoekers hebben een geheel nieuwe klasse van vuur gedocumenteerd, sferische koele diffusievlammen, toepasselijk "koele vlammen" genoemd.
Het creëren van dit unieke vuur vereiste een even uniek laboratorium: de microzwaartekrachtomgeving van de ruimte. Onderzoekers documenteerden deze zwakke, stille vlammen aan boord van het internationale ruimtestation.
"Het ruimtestation is een laboratorium als geen ander", zegt Richard Axelbaum , hoogleraar milieutechniek aan de afdeling energie, milieu en chemische technologie van de McKelvey School of Engineering aan de Washington University in St. Louis.
"Door experimenten in microzwaartekracht uit te voeren, konden we een vlam waarnemen die op aarde gewoon niet zou bestaan. Dit soort ontdekkingen maakt het ruimtestation zo waardevol voor wetenschappelijke verkenning.”
De ontdekking zelf transformeert het begrip van onderzoekers van wat vuur kan zijn en wat vuur kan doen, zegt hoofdonderzoeker Peter Sunderland, een professor aan de Universiteit van Maryland.
“Het doel van ons onderzoek is om inzicht te krijgen in de specifieke processen die plaatsvinden in sferische koele diffusievlammen. Als we kunnen begrijpen en modelleren hoe ze werken, kunnen we misschien koele vlammen gebruiken om een nieuwe klasse schone verbrandingsmotoren te ontwerpen.”
Voor het eerst waargenomen tijdens een experiment waarbij een brandstofdruppel aan boord van het International Space Station (ISS) in 2012 werd verbrand, verschenen de koele vlammen slechts kort voordat de vloeibare brandstof op was. De waarneming katalyseerde een opkomend, snel groeiend veld in verbrandingsonderzoek.
De vlammen zijn ook enigszins mysterieus: nog maar 10 jaar geleden hadden onderzoekers ze alleen theoretisch voorspeld.
In deze nieuwe experimenten observeerden onderzoekers voor het eerst koele bolvormige gasvormige vlammen. Koele vlammen branden bij extreem lage temperaturen en zijn bijna onzichtbaar. Ter vergelijking: een aardgasvlam op een conventionele kookplaat kan ongeveer 3100 graden Fahrenheit (1700 graden Celsius) branden; een typische koele vlam zweeft rond 950 graden Fahrenheit (500 graden Celsius).
"Er is weinig bekend over de verbrandingschemie bij deze lage temperaturen", zegt Sunderland. "Een deel van wat we leren, is hoeveel we niet wisten."
Het project om koele vlammen te begrijpen is een van de twee projecten waarbij Axelbaum betrokken is op het internationale ruimtestation. Hij leidt het andere project, ook een samenwerking met Sunderland, om roetvrije vlammen te ontwerpen.
Aanvullende onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego; de Universiteit van Maryland; en de Washington University in St. Louis droegen bij aan het werk.
De experimenten werden uitgevoerd in het kader van het project Cool Flames Investigation with Gases (CFI-G) , dat steun krijgt van de NSF, NASA en CASIS.
Bron: Washington University in St. Louis
Het bericht Team ontsteekt 'koele vlammen' in de microzwaartekracht van de ruimte verscheen eerst op Futurity .
