烟火是如何工作的

作者:马歇尔·布莱恩

烟花可能看起来很神奇,但背后的科学很容易理解。了解烟花爆竹的工作原理。
烟花可能看起来很神奇,但背后的科学很容易理解。了解烟花爆竹的工作原理。

如果你去过游乐园的空中烟火表演,棒球运动游戏,七月四日的庆祝活动或者除夕夜,那么你就知道焰火有一种独特而美丽的魔力——一场精彩的表演绝对令人惊叹。

你有没有想过这种魔法是如何发挥作用的?是什么被发射到天空中,使这些美丽的显示?在这篇文章中,你将了解所有关于鞭炮,火花和空中烟火。

广告

在美国,几乎每个人都有燃放烟花的个人经历,无论是从7月4日还是新年前夕的庆祝活动。例如,你可能既看到了火花,也看到了鞭炮。事实证明,如果你了解这两种情况烟火装置,那么你就可以很好地理解空中烟火了。火花器演示了如何变得明亮、闪闪发光从烟花中,爆竹展示了如何产生爆炸。

鞭炮已经存在数百年了。它们由黑火药(也称为火药)或闪光粉在一个带保险丝的紧纸管中点燃粉末。黑色粉末,在火箭发动机的工作原理,含有木炭、硫磺和硝酸钾。鞭炮中使用的成分可能含有铝,以代替木炭或在木炭中添加铝,从而使爆炸更加明亮。

火花与鞭炮非常不同。火花会燃烧很长一段时间(最多一分钟),并产生非常明亮的阵雨光。火花通常被称为“雪球火花”,因为火花燃烧部分周围有一团火花。如果你看专利#3862865:起泡剂组合物,你可以看到一个火花由几种不同的化合物组成:

  • 燃料
  • 氧化剂
  • 铁粉或钢粉
  • 活页夹

看见今天的问题对于氧化剂的讨论,硝酸钾是一种非常常见的氧化剂。这个燃料是木炭和硫磺,如黑色粉末粘合剂可以是糖或淀粉。这些化学物质与水混合,形成一种泥浆,可以涂在金属丝上(通过浸渍)或倒入管道中。一旦它干了,你就有了一个火花。当你点燃它时,火花会从一端燃烧到另一端(就像一个火焰)香烟).燃料和氧化剂以及其他化学物质是成比例的,因此火花燃烧缓慢,而不是像爆竹一样爆炸。

烟花中通常含有铝,,钢、锌或镁粉尘,以产生明亮、闪闪发光的火花。金属薄片加热,直到炽热发光,或在足够高的温度下实际燃烧。可以添加多种化学物质以产生颜色。

在下一节中,我们将介绍空中烟火,比如你可能在烟火表演中看到的烟火。

广告

空中烟火

空中烟火是你在7月4日的表演中可能看到的大型多彩烟火。
空中烟火是你在7月4日的表演中可能看到的大型多彩烟火。

空中烟火通常形成一个这包括四个部分:

  • 容器-通常粘贴在纸和线上形成圆筒
  • 星星-球体、立方体或圆柱体火花-相似成分
  • 爆破装药-鞭炮-就像在外壳中心的电荷一样
  • 保险丝-提供时间延迟,使炮弹在正确的高度爆炸

位于壳体正下方的是一个小圆筒,其中包含提升装料。

广告

这个是从一个灰浆.迫击炮可能很短,管道起重装药在管道中爆炸以发射炮弹的黑色粉末。当提升装药点火发射炮弹时,它会点亮炮弹的保险丝。当弹壳上升到正确的高度时,弹壳的导火索会燃烧,然后点燃爆破装药,使其爆炸。

空中烟火表演中使用的一种简单的炮弹。蓝色的球是星星,灰色的是黑色粉末。粉末被装入中心管中,这是爆破装药。它也被洒在星星之间以帮助点燃它们。
空中烟火表演中使用的一种简单的炮弹。蓝色的球是星星,灰色的是黑色粉末。粉末被装入中心管中,这是爆破装药。它也被洒在星星之间以帮助点燃它们。

简单的贝壳由一个装满星星和黑色粉末的纸管组成。星星有各种形状和大小,但你可以想象一个简单的星星是一种类似火花的化合物,形成一个豌豆或一角硬币大小的球。星星被倒入管中,然后被黑色粉末包围。当保险丝烧入贝壳中时,它点燃爆炸的电荷,导致外壳爆炸。爆炸点燃了星星的外部,星星开始燃烧,产生明亮的火花。由于爆炸将星星抛向各个方向,你得到了一个巨大的发光球体这在烟火表演中非常常见。

多裂壳

更复杂的炮弹爆炸分为两个或三个阶段。像这样的炮弹被称为多次中断贝壳。它们可能包含不同颜色和成分的恒星,以产生柔和或明亮的光线,或多或少产生火花等。一些贝壳包含设计用于在天空中爆裂的炸药,或与恒星一起向外爆炸的哨声。

多重打断壳可以由填充了其他壳的壳组成,也可以具有多个截面而不使用其他壳。多断口壳体的各部分由不同的保险丝点燃。一段的爆裂点燃了下一段。炮弹的装配方式必须确保每个部分按顺序爆炸,以产生明显的单独效果。将各部分分开的炸药称为违反指控.

接下来,我们来看看烟花是如何在表演中以不同的方式爆炸的。

广告

烟花汇演

这个图案空中炮弹天空中的颜料取决于外壳内的恒星颗粒的排列。例如,如果这些颗粒在一个圆圈内等距排列,圆圈内有黑色粉末,您将看到一个空中显示的较小恒星爆炸在一个圆圈内等距排列。要在天空中创建一个特定的图形,您可以使用星体像素创建该图形的轮廓让我们把它们作为一个整体,用一层断裂电荷将它们与外壳的其他内容物同时分开,然后放置炸药在这些弹丸的内部,将它们向外吹成一个大的数字。每个炸药必须在正确的时间点燃,否则整个事情就会被破坏。

要查看天空中常见的多裂炮弹的外观,请尝试快速简单的“HowtuffWorks空中烟火现场指南”。该指南是交互式的,因此您可以单击名称并查看其附带的烟火表演。下次观看大型烟火表演时,您将知道所看到的每种炮弹的名称。

广告

通过单击上图中的按钮,您可以看到一些更常见的多重断裂壳在天空中的外观。您可以在下面阅读这些壳的说明:

  • 棕榈:包含大型彗星或实心圆柱体形状的电荷,它们向外移动、爆炸,然后像棕榈树的树枝一样向下弯曲
  • 圆壳:爆炸成球形,通常是彩色恒星
  • 环壳:爆炸产生一个对称的恒星环
  • 柳树:包含星星(高碳成分使它们长时间燃烧),它们以柳枝的形状落下,甚至可能在落地前一直可见
  • 圆形:爆炸成一圈栗色贝壳,依次爆炸
  • 菊花:爆发成球状的恒星图案,留下一条可见的轨迹,其效果有点像花朵
  • 雌蕊:像菊花壳,但有一个与外部恒星颜色不同的核心
  • 栗色贝壳例如发出一声巨响
  • 蛇纹石:以随机路径向外发射小型燃烧管的爆炸,最终可能导致恒星爆炸

有关烟花和相关主题的更多信息,请查看下一页的链接。

广告

广告

加载。。。