Superposición de fuego

Una vez reconocí que cuando enciendes dos velas y mueves una de las velas hacia la otra, verás que la altura total del fuego (llamémoslo F 3 ) es superior a la suma de los fuegos individuales.

Vela 1: altura del fuego F 1

Vela 2: altura del fuego F 2

Vela 1+2 (los dos fuegos se tocan): altura F 3 > F 1 + F 2

Creo que esto tiene algo que ver con el principio de superposición en la física, pero no puedo explicarlo completamente con eso, ¿tienes alguna idea?

¿Cómo están seguros de que la altura de F 3 ¿es mayor? ¿Usaste escala para medir la altura? La razón por la que pregunto es que he realizado su experimento ahora y es bastante difícil medir las alturas.
No utilicé ningún método de medición preciso para la altura. Sostuve las velas frente a una pizarra blanca e intenté medir las alturas con un simple lápiz. Pero fue obvio para mí ver que la altura final era definitivamente más alta que la suma de las alturas individuales. Usé fósforos normales, encendedores normales y velas de cera normales.
La superposición solo funciona para sistemas lineales y una vela encendida no es, con seguridad, un sistema lineal. De hecho, cuantas más velas ate, mayor será la temperatura, más rápido se evaporará la cera y eso hará que el fuego arda más rápido. Tome mil velas y tendría un peligro de incendio bastante desagradable que incluso el departamento de bomberos tendría dificultades para combatir.
Usar el aumento de calor como argumento principal tiene sentido. La cera que se evapora puede influir en la vela pero no en los fósforos ni en un encendedor normal. Entonces, al final, ¿es solo el aumento de calor al combinar dos o más llamas? Sería interesante ver qué proporciones tendríamos allí.
Busque la versión en pdf de las conferencias de Faraday sobre velas, La historia química de las velas. Podrías disfrutarlo.
En segundo lugar la recomendación de Faraday. Por cierto, lo que vemos como la "llama" es en realidad la región donde las partículas se enfrían emitiendo fotones. La oxidación (combustión) ocurre debajo de esa ubicación y, por lo general, los gases son invisibles allí.

Respuestas (1)

Al colocar las velas una al lado de la otra, crea efectivamente un solo "fuego". Sabemos, por el trabajo de Thomas et al (1961) que la longitud de la llama es:

yo / D = F ( metro ˙ 2 ρ 2 gramo D 5 β Δ T )
Dónde yo es la longitud de la llama, D es el diámetro del combustible, metro ˙ es la pérdida de masa de combustible/tasa de flujo, ρ es la densidad del combustible, gramo es la aceleración de la gravedad, β es el coeficiente de expansión del aire y Δ T es el exceso de temperatura promedio de la llama.

Por lo tanto, si aumenta la tasa de pérdida de masa, la longitud de la llama aumentará. En su caso, aumentará la tasa de pérdida de masa de combustible a medida que aumenta el área de combustión y aumenta la retroalimentación de calor a la superficie del combustible y, por lo tanto, la vaporización de la cera.

Se han desarrollado relaciones empíricas simples para incendios de charcos para una variedad de combustibles. Por ejemplo por McCaffrey (1995) 1 :

yo / D = 0.23 q C 2 / 5 − 1.02 D

Dónde q C es la tasa de liberación de calor por convección.

1: McCaffrey, B., Beyler, CL y Heskestad, G., 1995. Manual de ingeniería de protección contra incendios de la SFPE. Altura de la llama. Asociación Nacional de Protección contra Incendios: Quincy, MA.

Estimado cyuut, ¿es posible proporcionar enlaces directos a los artículos? He podido encontrar esto: citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/… . Gracias
Hola pppqqq. He agregado el enlace de Thomas et al pero McCaffrey está en una publicación no en línea. He añadido la referencia.
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