基于安全無火可批量生產的新型孔明燈研究

南京工程學院 江蘇 南京 210000

作為見證浪漫愛情、祈福美好生活的載體，自古以來我們就有放孔明燈的習俗。然而，“漫天諸葛亮，一地孔明燈”的現(xiàn)象比比皆是，這也正是節(jié)后常有的場景?？酌鳠舻娜挤旁鎏砹瞬簧倮?。

此外，放飛孔明燈還隱藏著不少安全隱患。由于孔明燈屬于明火，外焰溫度高達300℃，一旦放飛就會隨風飄行，飄移方向無法控制，這就致使它成為了具有危險性的移動火源，隨時會引發(fā)各種險情。比如:燒毀房屋、燒毀莊稼、森林著火、損壞高壓供電設備、與行人正面相撞導致燙傷等等。原本是為了慶祝節(jié)日，卻不曾想遭受了巨大的經濟損失。這讓我們重新審視了孔明燈，思考傳統(tǒng)孔明燈到無火孔明燈的轉變。

一、孔明燈的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析

(1)孔明燈的現(xiàn)狀

①傳統(tǒng)孔明燈。國內傳統(tǒng)形式的孔明燈有著明火燃燒的危險性問題，而且它的使用僅僅局限在大型節(jié)目和盛大節(jié)日中，是個用后即棄的產品。此外孔明燈還因為環(huán)保、安全等問題，一度被各大城市勒令禁止燃放。

由于人們日益注重環(huán)保，國內很多城市陸續(xù)出臺規(guī)定，明文禁止燃放孔明燈，尤其是中秋、元宵等節(jié)假日，更是嚴格限制燃放。因此，孔明燈陷入了發(fā)展困境。

②無火孔明燈。孔明燈為了實現(xiàn)無火化，事實上已經應用了許多新的技術，比如LED燈和氫氣，這些新技術的應用，使得原始有火孔明燈的弊端已經得到了極大的改善。但是這種無火孔明燈也有其缺陷和弊端，主要體現(xiàn)在成本投入、環(huán)保設計以及品牌觀念上。巨大的成本導致普通消費者對其望而卻步。

(2)孔明燈的問題及未來發(fā)展趨勢。當前，孔明燈的發(fā)展現(xiàn)狀主要集中在四個問題上，

①孔明燈明火燃燒的安全性問題。安全無火化是孔明燈未來發(fā)展的必然結果；

②孔明燈消費市場單一狹小。消費僅僅局限于大型的節(jié)日、慶典。這就要求我們解決孔明燈的個性化訂制和適銷對口的市場問題；

③孔明燈如何降低生產成本。在市場經濟中，產品的成本無疑是對產品價格因素影響最重要的一個方面，進而影響消費情況。傳統(tǒng)的孔明燈市場由于缺失監(jiān)管，為了獲取大量的市場支持，必須進行成本的降低，以獲得市場的價格優(yōu)勢。傳統(tǒng)的孔明燈制作可能會因降低大量的成本，產生惡性競爭，孔明燈本身的制作出現(xiàn)了粗制濫造的情況。只是通過單純地降低成本，卻沒有考慮工藝流程的安全性問題。在工藝上缺乏足夠的研究投入，使得它在形式和功能上都停滯不前。新的電子孔明燈成本高，操作復雜，不具有普適性。這就要求我們對原有的工藝進行轉型，一反傳統(tǒng)的孔明燈生產工藝，致力于生產個性化設計的孔明燈；

④孔明燈綜合性的裝飾和美化，及其附屬的產品問題。傳統(tǒng)孔明燈形式的美觀程度不足，無法滿足普通消費者的個性化和方便操作的需求。

因此，解決好這四個問題，將成為新型孔明燈未來發(fā)展的一個大方向。

二、新型孔明燈的綜合分析

(1)工作原理分析

孔明燈飛起是因為燃料燃燒使周圍空氣溫度升高，密度減小，從而排出孔明燈原有空氣，外界空氣空氣對它的浮力把它托了起來。

因此，只要達到使孔明燈內部空氣密度小的條件，即內部空氣溫度遠高于外界溫度，孔明燈即可達到飛升的效果。

使用生石灰與水反應產生大量水蒸氣的原理，同熱氣球的原理是一樣的。即內部空氣溫度遠高于外界溫度，內部空氣密度低于外界空氣密度，即可產生密度差，而密度差可以使物體上升。新型孔明燈反應方程式如下:

CaO+H2O==Ca(OH)2

氫氧化鈣與少量二氧化碳反應的方程式為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

氫氧化鈣與過量二氧化碳反應的方程式為:Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2

這個反應不僅可以產生熱量，而且還可以吸收空氣中的二氧化碳，生成物也無害。生石灰無疑是材料廉價，功能實用的一大選擇。

(2)新型孔明燈的創(chuàng)新點分析

①考慮到明火具有一定的危險性，此產品將原來光源改用熒光棒代替。

②讓孔明燈起飛的動力，則改用生石灰與水的反應產生的熱量，使孔明燈內空氣溫度上升，密度減小，從而達到起飛的效果。而且氫氧化鈣還能與空氣中的二氧化碳反應，不僅不會有空氣污染，還能減少空氣中二氧化碳含量。

③為了使孔明燈內產熱的效果更好，將置物器也進行了改進，加置了一個聚攏向上的蓋子，使熱氣可以盡可能的利用起來。

④裝石灰粉的發(fā)熱包外面添加了一層水溶性薄膜，來防止熱氣產生導致燙傷，并且給以充足的時間來準備孔明燈置物器的放置及放飛準備。

⑤個性化設計，使新型孔明燈具有更強的吸引力。

(3)新型孔明燈預期達到的科學技術水平、社會和經濟效益

①科學技術水平。新型孔明燈開拓已有材料(生石灰)的新型應用方式，提高已有材料(生石灰)的價值。

②社會效益。使城市的人們能夠免受傳統(tǒng)孔明燈帶來的危害，而且在佳節(jié)里人們可以重新獲得放飛孔明燈帶來的喜悅。而且因為使用材料的改變，新型的孔明燈不僅不會因為燃燒產生二氧化碳，甚至，在上升的過程中能吸收空氣中的二氧化碳，達到降低空氣中二氧化碳的結果。

③經濟效益。新型孔明燈給孔明燈行業(yè)一次革命性的轉變，不僅低成本，綠色無污染，而且因為個性化的設計，從而給傳統(tǒng)的孔明燈提高了不少的附加值，由此提高了總體的收益。

新型安全無火的孔明燈是通過利用簡單化學反應模擬熱氣球升空的方法來達到無火效果的產品設計，主要用于解決傳統(tǒng)孔明燈存在的安全隱患問題。在滿足安全無污染的要求的同時，制造商還能夠大批量低成本生產這種孔明燈，最重要的是未來人們依舊可以體驗著傳統(tǒng)節(jié)日里放孔明燈帶來的快樂，不用擔心會產生著火燒傷的情況，因此城市也不會因為孔明燈的燃放而遭受到損失。