為什麼ZIPPO可以防風
ZIPPO是防風打火機的代表,以至於提到“防風打火機”甚至是“打火機”,很多人就會立刻想到“ZIPPO”。那麼ZIPPO為什麼能夠防風呢?
說到這,我們必須先回頭講講“燃燒三要素”。在中學的課本裡,大家就應該接觸到這個知識:燃燒(burning)是物體快速氧化,產生光和熱的過程。而燃燒是必需三種東西並存才能發生,分別是可燃物、助燃物、及溫度要達到燃點,這構成了一個燃燒三角,稱為燃燒三要素。三要素中,去掉了任何一個,燃燒三角都不能構成,燃燒也就不能繼續下去。消防隊滅火的時候,就是破壞這個燃燒三角,去掉燃燒三要素中的一個、兩個或者全部,使燃燒過程終止。對於防風打火機來說,我們要做的正好相反,我們要努力維持燃燒三角,使三要素同時具備,這時,打火機就可以持續的燃燒下去。
在生活中,我們常常看到一些似乎是相互矛盾的常識,比如,我們可以一口氣吹滅蠟燭,但是我們也知道一個成語叫“風助火勢”,那麼為什麼會出現這種情況呢?這是由於燃燒過程中積蓄的熱量多少不同造成的。對於燭火來說,燃燒過程平緩,產生和積蓄的熱量都較少,有風的時候,風會帶走火焰的大部分熱量,使可燃物的溫度降低到著火點以下,從而破壞燃燒三角。而較大的火勢,比如森林大火,由於可燃物很多,燃燒過程劇烈,產生和積蓄了大量熱量,大風也不能使可燃物溫度降到著火點以下,反而帶來更多的助燃物……空氣(氧氣),所以使得燃燒過程更加劇烈,火勢的擴散也更快。
對於打火機來說,油是可燃物,空氣是助燃物,我們維持其燃燒只需要使其溫度持續的保持在著火點之上。風可以帶走火焰的熱量,越大的風,帶走熱量的速度就越快,那麼我們只需要通過設計一種擋風裝置,使流過火焰的空氣速度降低到一定程度以下,火焰就可以持續燃燒了。防風牆就是這樣產生的。接下來,我們來看看防風牆對流過火焰的氣流產生了什麼影響。
風水平吹向防風牆,防風牆的大部分地方是無孔,風被擋住被迫向兩側和上方流動,在有孔的地方量小得多的空氣穿過小孔,由於小孔旁邊鐵片擋住的區域是低壓區,穿過小孔的氣柱分散開,在燃燒室內部形成多股渦流。這些渦流由於彼此間方向不同,會相互減弱、擾亂、抵消,整個燃燒室內就形成了很多流速較低的亂流。這些流速較低的亂流對於棉芯的火焰來說,不足以迅速的帶走熱量,因此,棉芯火焰得以持續的保持在Z油的燃點以上,燃燒就得以維持。
當防風牆以外的風速加大時,穿過小孔的空氣柱流速也加大,在燃燒室內形成的多股渦形亂流的流速也會加大。當燃燒室內部的亂流流速大到帶走的熱量多於火焰能夠產生的熱量時,燃燒過程被終止,火焰熄滅。據說,,Zippo公司曾於1979年舉行了一項科學性的Zippo抗風性能實驗。實驗以200型號Zippo為測試對象,結果顯示其耐風性為時速32英里。
順便說點相關的事,有人說,ZIPPO是防風的,為什麼用嘴一吹就滅。我們可以對用嘴吹氣的風速做一個估算。成年男的正常肺活量約是3500毫升,我們在吹氣的時候,嘴唇形成的出氣口約是0.5平方厘米。那麼3500毫升(立方厘米)的氣體全部通過0.5平方厘米的小孔的時候,會形成一個長度為7000厘米,也就是70米的氣柱,一般一口氣會在3秒左右吹完,那麼每秒的風速大約是23.33米,這個數字在蒲氏風級表中已經相當於9級大風。換算過來合84公里/小時。而時速32英里相當於51.2公里/小時。現在你可能就知道了,就算你悠著勁吹氣,風速也可能遠大於室外的5級大風。
為什麼ZIPPO可以防風
ZIPPO是防風打火機的代表,以至於提到“防風打火機”甚至是“打火機”,很多人就會立刻想到“ZIPPO”。那麼ZIPPO為什麼能夠防風呢?
說到這,我們必須先回頭講講“燃燒三要素”。在中學的課本裡,大家就應該接觸到這個知識:燃燒(burning)是物體快速氧化,產生光和熱的過程。而燃燒是必需三種東西並存才能發生,分別是可燃物、助燃物、及溫度要達到燃點,這構成了一個燃燒三角,稱為燃燒三要素。三要素中,去掉了任何一個,燃燒三角都不能構成,燃燒也就不能繼續下去。消防隊滅火的時候,就是破壞這個燃燒三角,去掉燃燒三要素中的一個、兩個或者全部,使燃燒過程終止。對於防風打火機來說,我們要做的正好相反,我們要努力維持燃燒三角,使三要素同時具備,這時,打火機就可以持續的燃燒下去。
在生活中,我們常常看到一些似乎是相互矛盾的常識,比如,我們可以一口氣吹滅蠟燭,但是我們也知道一個成語叫“風助火勢”,那麼為什麼會出現這種情況呢?這是由於燃燒過程中積蓄的熱量多少不同造成的。對於燭火來說,燃燒過程平緩,產生和積蓄的熱量都較少,有風的時候,風會帶走火焰的大部分熱量,使可燃物的溫度降低到著火點以下,從而破壞燃燒三角。而較大的火勢,比如森林大火,由於可燃物很多,燃燒過程劇烈,產生和積蓄了大量熱量,大風也不能使可燃物溫度降到著火點以下,反而帶來更多的助燃物……空氣(氧氣),所以使得燃燒過程更加劇烈,火勢的擴散也更快。
對於打火機來說,油是可燃物,空氣是助燃物,我們維持其燃燒只需要使其溫度持續的保持在著火點之上。風可以帶走火焰的熱量,越大的風,帶走熱量的速度就越快,那麼我們只需要通過設計一種擋風裝置,使流過火焰的空氣速度降低到一定程度以下,火焰就可以持續燃燒了。防風牆就是這樣產生的。接下來,我們來看看防風牆對流過火焰的氣流產生了什麼影響。
風水平吹向防風牆,防風牆的大部分地方是無孔,風被擋住被迫向兩側和上方流動,在有孔的地方量小得多的空氣穿過小孔,由於小孔旁邊鐵片擋住的區域是低壓區,穿過小孔的氣柱分散開,在燃燒室內部形成多股渦流。這些渦流由於彼此間方向不同,會相互減弱、擾亂、抵消,整個燃燒室內就形成了很多流速較低的亂流。這些流速較低的亂流對於棉芯的火焰來說,不足以迅速的帶走熱量,因此,棉芯火焰得以持續的保持在Z油的燃點以上,燃燒就得以維持。
當防風牆以外的風速加大時,穿過小孔的空氣柱流速也加大,在燃燒室內形成的多股渦形亂流的流速也會加大。當燃燒室內部的亂流流速大到帶走的熱量多於火焰能夠產生的熱量時,燃燒過程被終止,火焰熄滅。據說,,Zippo公司曾於1979年舉行了一項科學性的Zippo抗風性能實驗。實驗以200型號Zippo為測試對象,結果顯示其耐風性為時速32英里。
順便說點相關的事,有人說,ZIPPO是防風的,為什麼用嘴一吹就滅。我們可以對用嘴吹氣的風速做一個估算。成年男的正常肺活量約是3500毫升,我們在吹氣的時候,嘴唇形成的出氣口約是0.5平方厘米。那麼3500毫升(立方厘米)的氣體全部通過0.5平方厘米的小孔的時候,會形成一個長度為7000厘米,也就是70米的氣柱,一般一口氣會在3秒左右吹完,那麼每秒的風速大約是23.33米,這個數字在蒲氏風級表中已經相當於9級大風。換算過來合84公里/小時。而時速32英里相當於51.2公里/小時。現在你可能就知道了,就算你悠著勁吹氣,風速也可能遠大於室外的5級大風。