对国际空间站的研究正在帮助科学家了解火灾在不同环境中的传播和行为，并学习如何预防和扑灭太空中的火灾。
燃烧研究通过指导航天器舱室材料的选择、提高对火灾增长的理解和确定最佳灭火技术，有助于机组人员、设备和航天器的安全。这项研究也有助于地球上的消防安全，一些研究提高了我们对燃烧的理解，比如在地面上发电和为车辆提供动力。
微重力对火焰的影响很大，为研究燃烧提供了独特的环境。例如，在地球上，来自火焰的热气体上升，重力将较冷、密度较大的空气拉到火焰底部，形成经典的形状和闪烁效果。在微重力下，这种流动不会发生，在空间站上，低动量火焰往往是圆形的，甚至是球形的。通过消除浮力的影响，微重力为研究人员提供了更好地了解特定火焰行为的方法。
燃烧集成机架(CIR)由美国宇航局格伦研究中心开发和运营，为广泛的燃烧实验提供了安全可靠的环境。不同的燃烧室可以进行各种各样的研究，包括支持火焰熄灭实验(FLEX)的多用户液滴燃烧装置，通过微重力实验(ACME)的高级燃烧装置，以及固体燃料点火和熄灭-生长和熄灭极限(SoFIE)燃烧室。
FLEX分析了灭火剂的有效性，发现了一种冷却火焰，在可见火焰熄灭后，燃料在一定条件下继续“燃烧”。典型的火焰会产生二氧化碳和水，但冷却的火焰会产生一氧化碳和甲醛。更多地了解这些化学性质不同的火焰的行为，可以开发出更高效、污染更少的车辆。地球上产生的冷火焰迅速熄灭。由于它们在微重力下燃烧的时间更长，科学家们有机会对它们进行研究。
FLEX-2观察了燃料液滴燃烧的速度，烟灰形成的条件，以及液体燃料混合物在燃烧前是如何蒸发的。研究结果可以帮助未来的航天器更安全，并提高地球上使用液体燃料的发动机的燃油效率。
ACME是一组六项独立研究，使用CIR来检查地球上燃烧的燃料效率和污染物产生。该系列还着眼于通过更好地了解材料可燃性来提高航天器的防火能力。
一项ACME调查，火焰设计，研究了不同火焰条件下产生的烟尘量。煤烟是含碳材料未完全燃烧时留下的碳渣，会造成环境和健康问题，但在某些用途上是可取的。研究结果可以根据具体需要设计出含有或多或少烟灰的火焰，并可能有助于创造更高效、污染更少的燃烧燃料设计。
ACME的燃烧速率模拟器(BRE)通过在特定条件下燃烧气体燃料来模拟固体和液体材料的可燃性。对59个BRE燃烧试验的分析提供了热流、火焰大小、燃料混合物流动的影响和其他重要参数的数据。结果可以提高对材料可燃性的基本认识，并评估现有的可燃性测试方法在微重力下是否有效。
固体燃烧和抑制(BASS)是研究如何在微重力下熄灭燃料燃烧的首批研究之一。在太空中扑灭火灾必须考虑火焰的几何形状、材料的特性以及用于扑灭它的方法，因为在地面上使用的方法可能是无效的，甚至会使火焰变得更糟。
BASS-II检查了各种燃料样品的特性，看看在适当的条件下，材料在微重力和正常重力下是否燃烧得一样好。有几篇论文报道了bas - ii的结果，其中包括火焰蔓延和燃料回归之间的差异以及火焰蔓延速度的比较。
SoFIE-GEL分析燃料的温度如何影响材料的可燃性。研究人员报告说，实验观察结果与模型预测的趋势一致。这项调查是一系列调查中的第一项，测试了各种燃料，包括平板燃料、厚板燃料、圆柱体燃料和球形燃料。
Saffire是在无人驾驶的天鹅座货运飞船离开空间站后进行的一系列实验，这使得在不危及机组人员的情况下测试更大的火灾成为可能。在微重力下火焰传播的结果可以用来确定航天器内的热量释放速度，并表明减压可以减缓火焰的传播。
由国际空间站国家实验室赞助的“密闭燃烧”研究了火焰在不同形状的密闭空间中的传播。禁闭影响火灾特性和危险。研究人员报告了火焰与其周围墙壁之间相互作用的细节，以及火焰的命运，如生长或灭绝。这些结果为结构设计、消防安全规范以及空间和地球上的响应提供了指导。其他结果表明，限制可以根据条件增加或减少固体燃料的可燃性。
FLARE是由JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)赞助的一项调查，也测试了材料在微重力下的可燃性。结果可以显著改善未来任务的消防安全。
火焰研究有助于保证宇航员在太空中的安全。这项研究还可能导致更有效的燃烧，减少污染物，并产生更有效的火焰，用于地球上的加热和运输。
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更多资料:黄欣艳等，流动、大气和微重力对火焰反向传播到燃料回流和吹散的影响，燃烧研究所学报(2018)。DOI: 10.1016 / j.proci.2018.06.022
Subrata Bhattacharjee等人，反流动火焰传播:微重力和正常重力实验建立热状态的比较，消防安全杂志(2015)。DOI: 10.1016 / j.firesaf.2015.11.011
David L. Urban等，火焰传播:微重力和尺度的影响，燃烧和火焰(2018)。DOI: 10.1016 / jtgdbustflame.2018.10.012
李彦军等，微重力条件下密闭空间内薄固体上火焰蔓延的实验研究，燃烧与火焰(2021)。DOI: 10.1016 / jtgdbustflame.2020.12.042
李彦军等，高分子固体材料在微重力下的受限燃烧，燃烧与火焰(2021)。DOI: 10.1016 / jtgdbustflame.2021.111637
引用本文:研究燃烧和消防安全(2023,12月28日)，2023年12月28日检索自httpsokphys.org/news/2023-12-combustion-safety.html
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