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熱對流熱氣上升~自動吸金爐(上)現象與原理篇 次要群組 [隨處遇科學::隨處遇科學] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-03-22 10:36:50
關鍵字 1熱對流 2生活科學
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不正常人類人腦智慧研究所
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拜拜燒金紙時,通常會先把金紙一張一張攤開凹摺,再分批丟進小金爐內燒…為什麼不是整疊丟入?整疊丟雖然比較快,裡面會燒不到。對折後產生空隙使空氣流通,金紙燃燒更完全。

小朋友對燒金紙很感興趣,只是阿嬤擔心有火危險,還沒有讓他們幫忙過。



這天,來到觸口天長地久橋,在龍隱寺旁的金爐,剛好有人帶著孫兒正準備要燒金紙。

『媽媽,我想要看!』翔翔對於大金爐非常感興趣,平常阿嬤不希望他們太靠近,這次他想多看一會兒,於是我就停下來陪他觀看。

原以為那人是跟我們在家一樣方式,將金紙分批摺好再投入爐內,卻見他只是將塑膠繩拆開,再將金紙抖一抖,整疊金紙就這麼看似隨意的放在爐口,神奇的是,一張張的金紙居然自動地被吸起飛入金爐中……

翔翔看得很有趣,覺得那像變魔術一樣。我也看得很開心,拿出相機拍下這段畫面。之前只知道車城福安宮有這樣的金爐,能在這兒見到很驚訝,這正是熱對流的好教材呢!

 

*******

不需要一張張摺好,也不是整疊丟入,就像在銀行看到一張張數的點鈔機一樣,這是會自動吸金的金爐,也有人稱它為神明的點鈔機。這是神蹟?還是科學?

用來做為教材,得先思考幾個問題:『為什麼金紙會自動進入金爐燃燒?金爐裡面是否有特殊裝置?』

首先,『金紙是”自動”進入金爐嗎?』應該不是,金紙像是被金爐吸進去。

除了,有沒有可能它是被外面的力量進去?就像是鐵路月臺的安全黃線,金爐內部應該有個低壓區域,使得氣流由外往內推送,金紙就被”推入”了。但,『如果是被推,為什麼不是整疊一起被推進去?』



我們看到的是金紙一張張被帶起。



仔細觀察金爐,上方的煙囪很高可以幫助氣體對流,爐裡頭的火燃燒旺盛。

點鈔機是用摩擦力一張張帶起,金紙是否也因氣流流過表面而造成的摩擦力有關?顯然,帶動一張張金紙被吸入的現象與流體力學有關!

金紙燃燒時,上升的熱空氣會由煙囪排出,唯一的爐口成了風的入口,新鮮的冷空氣由爐口補足。燃燒越旺盛,熱氣垂直上升速度快,也加速水平方向氣流流入。

也就是說,風使金紙一張張掀起,水平氣流滑過金紙表面產生的摩擦力,與因氣流快速流過造成金紙的上下壓力差,使金紙自動像翻書一樣跟隨氣流捲入金爐中燃燒,化作熱與灰燼......

這,是科學。

 

後記:

在網路上查到,這種利用熱空氣對流原理設計的金爐其實是可以訂做的,也被稱為高速燃燒自動吸金爐,又被稱為環保金爐。透過特殊導流強制供氧,可快速使金紙完全燃燒,使金爐孔不燻黑、金紙不堆積不悶燒。燻黑是燃燒不完全產生的碳粒,如果金紙完全燃燒,灰燼數量也會減量…比傳統金爐環保。

空氣流動是循環的,當空氣受熱後體積膨脹密度減少而逐漸上升,內部空出的位置則由左右二旁氣流補足,因此在水平方向會感受到有風的流動。熱對流上升越快,左右引入的氣流也越大,也因此火場邊常有風的產生。自動吸金的金爐呈現熱對流時在水平方向造成的氣流變化。至於先前的走馬燈是利用熱氣上升推動葉片渦輪轉動,則是垂直方向的熱對流觀察,標準的熱對流上升現象,請見:風火輪燭台(走馬燈)東方篇風火輪燭台(走馬燈)西方篇。應用在生活有關的還有屋頂上的通風球,請見:熱對流與浮力通風 (下) 屋頂上的香菇頭~強制通風

 

2015.12補充 流言追追追也有針對神明點鈔機裡的科學做詳細而完整的介紹:

 

END
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