利用家用設(shè)備組裝音樂滅火器的嘗試
——基于聲波滅火原理的小實(shí)驗(yàn)總結(jié)

李沛玖

（萊州市第一中學(xué) 山東萊州 261400）

利用家用設(shè)備組裝音樂滅火器的嘗試
——基于聲波滅火原理的小實(shí)驗(yàn)總結(jié)

李沛玖

（萊州市第一中學(xué) 山東萊州 261400）

家庭常用的干粉滅火器比較方便，但也有明顯缺點(diǎn)。利用聲波滅火的原理，運(yùn)用家庭已有設(shè)備，不斷調(diào)整試驗(yàn)方式，最終達(dá)到用音樂滅火的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)聲波的處于30～60Hz的低頻范圍內(nèi)時，就能起到滅火的作用。

家用設(shè)備；音樂；滅火

1 傳統(tǒng)干粉滅火器在家庭實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

2015年年初，家里的廚房不小心著火了，曾經(jīng)拿干粉滅火器將火熄滅。這個過程中發(fā)現(xiàn)，干粉滅火器的優(yōu)點(diǎn)是：①存儲攜帶方便，體積小；②滅火效果快；③價格便宜；④使用壽命長；⑤操作簡單安全，滅火迅速；⑥滅火試用范圍廣；⑦腐蝕性小。

在具備不少優(yōu)點(diǎn)的同時，干粉滅火器也有不少缺點(diǎn)：①干粉滅火器容易吸潮，結(jié)塊，會嚴(yán)重影響使用效果，一旦出現(xiàn)這種情況，會直接導(dǎo)致火災(zāi)無法控制；②使用干粉滅火后，留有的痕跡非常清晰，不容易清理影響美觀；③只能起到控火的作用，很容易引起復(fù)燃；④藥劑為粉狀，容易遮住人的視線，而且很容易嗆到人，是滅火工作受阻；⑤干粉滅火器的適用溫度（≥-23℃）限制了它的使用。

2 音樂滅火器的理論基礎(chǔ)

干粉滅火器是目前家庭消防重要設(shè)備，具有不可替代性，但并非沒有改進(jìn)空間。對其進(jìn)行改裝，使其更加環(huán)保、安全非常有必要。

根據(jù)相關(guān)資料，聲波可以滅火。聲波滅火的基本原理是：通過一定設(shè)備，將特定聲波傳達(dá)到正在燃燒的物體，用聲波將正在燃燒的物體與氧氣進(jìn)行有效隔離，在沒有氧氣環(huán)境下阻止可燃物繼續(xù)燃燒。按照物理聲學(xué)的基本理論，聲波是空氣振動產(chǎn)生的，在聲撥動的傳播過程中，所到之處的氧氣自然也會隨之一起振動，再加上聲波是一種縱波（振動方向和傳播方向一致），沿著傳播方向會出現(xiàn)疏密相間的情況——波峰處的氧氣濃度高，波谷處的氧氣濃度低。因此只要找到合適頻率和振幅的聲波，就能使空氣分子振動起來，使火源附近的空氣壓強(qiáng)減小，空氣密度降低。而當(dāng)火源周圍的氧氣密度降到一定程度時，火就會被撲滅。

3 音樂滅火器的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐

根據(jù)以上知識，利用家庭已有設(shè)備，嘗試音樂滅火器的試驗(yàn)。

設(shè)備構(gòu)成：①CD播出設(shè)備，能將音樂放出；②低音炮，相當(dāng)于一個聲波發(fā)射器，通過控制相關(guān)旋鈕，控制聲音頻率；③瞄準(zhǔn)儀（以便在特定的方向上集中聲波），可以用類似于卷筒衛(wèi)生紙的紙信這樣的硬紙筒做成的炮筒，——相當(dāng)于滅火器的噴嘴（見圖1）；④廢棄的鐵制平底鍋；⑤乙醇若干，放置在平底鍋內(nèi)供燃燒；⑥沙土，滅火備用。

圖1

實(shí)驗(yàn)過程：打開設(shè)備，播放音樂，通過調(diào)整低音炮的調(diào)頻旋鈕（低音炮的后面有一個調(diào)節(jié)音樂頻率的旋鈕，上面標(biāo)注著20～200Hz的范圍，低音炮是可以用來調(diào)節(jié)音樂頻率的，上面范圍在20～200Hz，就選一首固定的音樂，然后通過旋轉(zhuǎn)低音炮的調(diào)節(jié)頻率的旋鈕，進(jìn)行測試），將音樂調(diào)成不同的頻率，并對準(zhǔn)點(diǎn)著乙醇的平底鍋進(jìn)行滅火測試。

測試分三輪進(jìn)行，瞄準(zhǔn)儀距離火源距離分別為0.5m、1m、1.5m，每個距離每個頻率實(shí)驗(yàn)5次，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別為表1～3。

表1 0.5m

表2 1m

表3 1.5m

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

（1）通過以上實(shí)驗(yàn)，我們可以看出當(dāng)聲波的頻率在30～60Hz的低頻范圍內(nèi)，才能增加空氣的流動性，使火源處的空氣變稀薄，而且分散火源，加快燃燒速度，起到滅火的作用。當(dāng)聲波超過60Hz或小于30Hz時，只能引起火苗的振動，未能使火焰熄滅。

（2）聲源和火點(diǎn)的距離同滅火效果有一定關(guān)系，其距離控制在0.5m范圍內(nèi)效果相對還可以，到1m時就比較困難，超過1.5m后滅火效果基本沒有，由此可以得出結(jié)論：當(dāng)聲源離火源越近時，滅火效果越好，隨著聲源到火口的距離增大，聲波的威力減小，滅火效果越差。

（3）每個距離每個頻率都進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，效果不一，說明在目前情況下，干粉滅火器依然是家庭消防的主力和首選，音樂滅火在實(shí)際運(yùn)用中穩(wěn)定性不好，還需要解決適應(yīng)性問題，目前只能在實(shí)驗(yàn)室階段，假以時日，科技可以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的滅火方式將逐步推廣。

（4）目前使用的火源是點(diǎn)燃乙醇形成的火焰，是否可以撲滅天然氣或燃燒木頭形成的火源還有待研究。

TQ569

A

1004-7344（2016）29-0299-01

2016-9-29