Cuando soplas una vela en una torta, tu crees que la apagas...Lee esta nota de FLEX

Se forma una nube del vapor alrededor de la gota de combustible heptano tras su extinción de dos etapas en la investigación de FLEX. (Crédito: NASA)

 

Antes de soplar la vela en la torta de tu proximo cumpleaños o cuando hagas un asado, mirar de cerca la llama. Puede haber algunos secretos muy frescos dentro de esas llamas esperando para ser revelado. Mientras que el fuego ha calentado a nosotros y a nuestros alimentos durante miles de años, que aún tine misterios que pueden sorprendernos y cambiar nuestra comprensión de cómo funciona el mundo.

 

"Hay muchas cosas actualmente desconocidas sobre el proceso de combustión a la espera de ser revelado por futuros experimentos científicos," dijo Forman Williams, Universidad de California en San Diego. Williams ha estudiado la combustión durante más de 50 años.

 

Después de décadas de estudios de la llama que han elaborado modelos teóricos bien entendidos y simulaciones numéricas, recientes investigaciones de llama en la estación espacial internacional producen algunos resultados inesperados.Por primera vez, los científicos han observado grandes, aproximadamente 3 mm, gotas de combustible heptano que tenía dos modos de combustión y extinción. El fuego se salió dos veces; una vez con una llama visible, una vez invisible. Mientras que la quema inicial tenía una llama caliente tradicional, la vaporización de la segunda etapa fue sostenida por lo que se conoce como la liberación de calor químico llama fresca.

 

Se trata de los primeros experimentos científicos de tiempo observados a baja temperatura, sin hollín las frías llamas en constantemente combustión pura.Una llama fresca es una que se quema a unos 600 grados centígrados. Para entender cuán frío es esto, considerar que una vela típica es de dos y media veces más calientes, quema a alrededor de 1.400 grados centígrados.

 

Esta quema de dos etapas no fue visto en pequeñas gotitas de heptano que eran menos de 2,4 mm de tamaño.

 

"Hasta ahora la cosa más sorprendente que hemos observado es la continua quema aparente de gotitas de heptano tras la extinción de la llama bajo ciertas condiciones. Actualmente, esto es totalmente inexplicable para el heptano,"dijo Williams, Investigador Principal de FLEX.

Implementación (izquierda y encendido (derecha) de la gota de heptano durante la investigación de FLEX. (Crédito: NASA)

 

Mientras quema las gotitas de heptano en el experimento de extinción de llama o FLEX, investigación, la primera etapa tuvo una llama visible que finalmente salió. Una vez desaparecida la llama visible, la gota de heptano continuó la rápida vaporización quasi-steady sin llamas visibles, según los investigadores. Esto terminó abruptamente en un punto llamado la segunda fase de extinción. En este punto, una gota pequeña quedó y experimentó la evaporación normal dependiente del tiempo o a veces creció ligeramente a través de la condensación de vapor en la nube que se formó tras la extinción.

 

Este resultado, que no se preveía cuando el estudio fue diseñado, llegó durante la investigación de FLEX en la estación espacial utilizando los aparatos de combustión de gota multiusuario en el bastidor integrado de combustión, o CIR. Experimentos FLEX más recientes revelan similares fenómenos ardientes de dos etapas con combustibles n-octano y decano.

 

Una gota de heptano quemado durante la investigación de FLEX en la estación espacial internacional. (Crédito: NASA)

 

 

 

Para la investigación, más de cien gotas de heptano fueron quemadas en diversas condiciones:

 

Los nuevos hallazgos están en prensa y disponible en línea en combustión y llama, la revista del Instituto de la combustión. Este nuevo descubrimiento ayudará a los científicos e ingenieros en la modificación de modelos numéricos y predicen mejor el comportamiento de las llamas, combustible y combustión. También tiene muchas implicaciones a largo plazo tanto en espacio como en la Tierra.

 

"Hay todo tipo de consecuencias para aplicaciones prácticas. Para motores de combustión interna, puede conducir a la reducción de la contaminación y mejorar el kilometraje de gas ,"dijo Vedha Nayagam, FLEX co-investigador, Centro Nacional de investigación de la exploración espacial, Cleveland, Ohio. "Se podría utilizar esta llama fría que quema parcialmente oxidando el combustible, como en el motor HCCI".

 

El motor de encendido por compresión de carga homogénea, o HCCI, combina la ignición del diesel con encendido por chispa y puede utilizarse en cualquier tipo de motor diesel, estacionario y de transporte. Mediante la combinación de estas dos tecnologías, los motores podrían tener la eficiencia de los motores diesel, mientras que también reduce las emisiones de NOx y partículas. Básicamente, esto podría eliminar la necesidad de quemar aerosoles para combustible diesel, que son notorios para la producción de contaminantes, según los investigadores.

 

La seguridad contra incendios en el espacio también puede beneficiarse de este nuevo descubrimiento. Puesto que la llama sigue producir combustión, después de que la llama caliente se apaga, la técnica deberá considerar la posibilidad de que la llama no es realmente de combustible puro, incluso con no llama visible de supresión de incendios. Podría comportarse como un sólido que smolders y despertar en llamas bajo las condiciones adecuadas, conduce a la necesidad de técnicas de supresión de espacio específico.

 

Gracias a la investigación de FLEX en el ambiente de gravedad reducida de la estación espacial, tenemos nuevos conocimientos sobre los misterios de las llamas y combustible. Si es una vela, una fogata o algunos otro blaze, el proceso de combustión puede esperando la investigación adecuada apalancar y sueltar más secretos. La Microgravedad puede resultar ser la herramienta que ayude a fuerzar esos secretos.

 

Mike Giannone
NASA's Glenn Research Center

Traducción: El Quelonio Volador