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6610777feab84fa1f23dd3c885565d70 說起滅火,一般會想到的是灑水、泡沫滅火劑、乾粉或二氧化碳滅火器,但你可知聲波也能滅火?這不是科幻情節,早在 2012 年,美國國防高等研究計畫署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)就示範過以聲波滅火。

不過DARPA研發的這種裝置,對家中滅小火蠻實用,免得用水潑或是滅火器一噴,火是滅了,清理卻很頭痛,不過,DARPA 的聲波滅火裝置體積龐大,可沒辦法裝在家中拿去滅小火。

但如今兩位美國大學生有可能讓我們在家可以聲波滅火的願望成真,美國維吉尼亞州喬治梅森大學工程學系學生特蘭(Viet Tran)與電機工程學系學生羅伯森(Seth Robertson)將聲波滅火裝置縮小到可隨行攜帶的大小。

到底聲波怎麼滅火?其實跟所有滅火的原理一樣,滅火的基本原理是將氧氣與可燃物質隔開,不論是二氧化碳、泡沫滅火劑都是應用同樣的原理,而聲波就是空氣的振動,空氣中的氧分子也會隨著聲波一起移動,聲波是一種疏密波,也就是在波峰時空氣密度高,在波谷時空氣密度低,只要頻率與振幅正確,聲波能產生夠久的短暫將近真空區間,於是火源得不到氧氣供應,就會熄滅。

兩人發現,用音樂滅火,完全無用,這是因為音樂的頻率不斷變化;改用單一聲波時,他們發現,2 到 3 萬赫茲的高頻率聲波,只會讓火焰顫動,沒有滅火效果,這是因為頻率越高、波長越短,真空區間很快就會被高密度區間取代,所以只會讓火焰發發抖;當頻率低到 30 到 60 赫茲時,真空區間就長到可以讓火熄滅。

原理有了,兩個大學生的努力是將裝置縮小到可以背著走,他們找來頻率產生器、放大器,以及用紙板做成一個簡單的準直器,讓聲波可以對正前方,然後試驗的時候到了,兩人以平底鍋裝了些酒精膏,點火後,用這個聲波滅火器原型機對準火焰,火焰應聲消失。

顯然,這個裝置能夠滅掉這種小規模的火,用在家中滅掉鍋子起火應該夠了,下一步,是要嘗試滅掉各種不同的火源,而兩人也期望聲波能滅更大規模的火災,不只是家庭火災,甚至是森林大火。兩人認為,現在要滅森林大火,必須不斷從水源處以直升機運水澆灌,但如果能用聲波滅火,不需用水,滅火的效率會高很多。

不過,這個滅森林大火的理想可能不容易達成,聲波畢竟不像水有冷卻效果,火焰熄滅後的空氣與火源還是熱的,平底鍋起火的熱能很快消散,但森林大火熱度極高,無法降溫就會重新燃起。不過,只要能用來滅家中小火,又不會弄得家裡都是水或是泡沫,就已經對人類有很大幫助了。

When it comes to putting out fire, GMU students show it’s all about that bass

 

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