少年说‖元宝(152):防风打火机

所有人都知道,打火机可以点燃一些可燃物,如烟草。但你们知道打火机是什么原理么?

普通的打火机中有液化丁烷气体,其中有一个管道,连接在气阀上。当按下打火机的打火按钮,电打火器会放出电火花,同时连杆撬动气阀打开,内部的液化丁烷气化被压出管道排出,遇到电火花点燃。如果是用火石的打火机,则是滚动滑轮,火石被摩擦产生火花。但丁烷排出点燃的过程是一样的。普通打火机的喷嘴喷出的气体流速较慢,火苗是上尖中大根部细,和蜡烛的火苗相似,很容易被风吹灭。为此人们发明了防风打火机,内部结构更加复杂,还和伯努利效应有关(少年说‖元宝(103):伯努利效应)。

普通打火机的构件

防风打火机同样使用液化丁烷做燃料,但大多采用电打火器。与普通打火机不同,防风打火机有一个微型的涡轮增压装置(见下图)。它由喷嘴连接部、陶瓷燃烧腔和顶端带四个“小逗号”一样的金属罩构成。当按下打火键时,电打火器放出电火花,连杆打开喷气阀,液态丁烷气化喷出并在陶瓷燃烧腔内燃烧,空气被吸入腔内,增加了气流压强,形成了箭头形状的火焰。金属罩上面的四个小逗号也不是摆设,燃烧产生的高温将它加热烧红,如果火焰被气流吹灭,喷出的丁烷气体会被炽热的四个“小逗号”再次点燃,保证燃烧的连续性。因为气流速度变快,点燃时就会听到“”呼呼“的声音(电焊、火箭喷射火焰的基本原理也基本差不多)。防风打火机能够防御5级的风力,但还是能被人使劲吹灭。因为人嘴缩成0.5平方厘米时,使劲吹出的风力能达到9级。

元宝从防火打火机中拆出的这个”涡轮增压“小装置

我设计了一种真正的防风打火机,怎么也吹不灭,连一种可以灭火的气体--二氧化碳都奈何不了。这种打火机由一块电池、一根电热丝和开关组成,按下按钮,电热丝发热,即可点燃可燃物。其实汽车的点烟器就是这个原理。这种打火机不受燃烧三要素(可燃物、氧气、温度)的制约,没有火苗,也就不怕风了。

在文章最后,放一段元宝制作的氢气打火机试验视频

作者简介:金元宝,男,2007年10月生,五年级“求知少年”。『小小少年说』公号创建者,周五专栏小作者。自2016年3月25日起,每周一篇,纪录成长。


少年说‖小美(05): 文竹

“叶子黄了也没关系。

我不可思议的爱上了它。”

——小美在花店动员妈妈给她这盆文竹时的话。

作者简介:金小美,女,2015年2月生,元宝小萌妹,幼儿园小豆丁。


元宝爸的话试验成功固然高兴,但费了好大劲,动用了电钻,胶枪、铁钉,折腾了一下午,最后还是没打出火苗来,实验失败了,但我们爷俩还是很高兴。“醉翁之意不在酒,在乎山水之间也。 山水之乐,得之心而寓之酒也”。钓鱼如此,做实验亦如此。


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