奥运圣火的燃料是什么?
液化天然气成分主要是甲烷及其它烷烃,燃烧后排放物为二氧化碳和水,环保、质轻、来源广泛、经济、便于运送、安全目前的奥运火炬及世界上大多数战争纪念常明火炬都使用液化天然气,火炬结构也非常简单,只要设计出燃烧喷嘴和电子点火器即可,无需其它辅助设备 当火炬的燃料温度至20℃时,燃料罐内的丙烷燃料会产生10个左右大气压的压力,而结实的“祥云”的燃料罐可以承受150个大气压。因此,完全不必担心火炬燃料因压力过大产生外泄。当外界温度低至-20℃时,丙烷燃料产生的大气压仅为2个,在如此低的大气压下,如何保证火炬的能源供给源源不断呢?稳压阀和回热管将解决这一问题。 以往的奥运会火炬采用的是混合燃料,需要配备保温车以保持燃料的温度和产生的压力,北京2008奥运会火炬使用回热管,将火炬燃烧所产生的热量用以加热燃料。这样,燃料罐不用借助外部加热装置的帮忙,就能使燃料产生足够的压力,支持火炬熊熊燃烧。 燃料为丙烷,符合环保要求,这是一种价格低廉的常用燃料。 近几届奥运会都用丙烷等混合气体做燃料 2008年北京奥运会火炬使用燃料为丙烷 丙烷燃烧生成CO2 和 H2O 也就是水和二氧化碳 C3H8 + 5O2 =点燃= 3CO2 + 4H20 北京奥运会火炬选择了丙烷。丙烷燃烧后主要产生水蒸气和二氧化碳,不会对环境造成污染。更重要的是,丙烷可以适应比较宽的温度范围,在零下40摄氏度时仍能产生1个以上饱和蒸气压,高于外界大气压,形成燃烧;而且,丙烷产生的火焰呈亮黄色,火炬手跑动时,动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。 认识奥运会火炬很彻底嘛,连其燃料也积极去了解。好吧,如果你不嫌我罗嗦就顺路看看丙烷的化学性质吧。 丙烷 中文名称: 丙烷 英文名称: propane CAS No.: 74-98-6 分子式: C3H8 分子结构: C原子以sp3杂化轨道成键、分子为非极性分子。 分子量: 44.10 理化特性 主要成分: 纯品 外观与性状: 无色气体,纯品无臭。 熔点(℃): -187.6 沸点(℃): -42.1 相对密度(水=1): 0.58(-44.5℃) 相对蒸气密度(空气=1): 1.56 饱和蒸气压(kPa): 53.32(-55.6℃) 燃烧热(kJ/mol): 2217.8 临界温度(℃): 96.8 临界压力(MPa): 4.25 闪点(℃): -104 引燃温度(℃): 450 爆炸上限%(V/V): 9.5 爆炸下限%(V/V): 2.1 溶解性: 微溶于水,溶于乙醇、乙醚。 主要用途: 用于有机合成。 可作生产乙烯和丙烯的原料或炼油工业中的溶剂;丙烷、丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料,即液化石油气。 健康危害: 本品有单纯性窒息及麻醉作用。人短暂接触 1%丙烷,不引起症状;10%以下的浓度,只引起轻度头晕;接触高浓度时可出现麻醉状态、意识丧失;极高浓度时可致窒息。 燃爆危险: 本品易燃。 危险特性: 易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氧化剂接触猛烈反应。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 化学性质: 在低温下容易与水生成固态水合物,引起天然气管道的堵塞。丙烷在较高温度下与过量氯气作用,生成四氯化碳和四氯乙烯 Cl2C=CCl2 ;在气相与硝酸作用,生成1-硝基丙烷 CH3CH2CH2NO2、2-硝基丙烷 (CH3)2CHNO2、硝基乙烷CH3CH2NO2和硝基甲烷CH3NO2的混合物。上丙烷可从油田气和裂化气中分离得到。 在空气中燃烧化学方程式:C3H8 + 5O2 ==== 3CO2 + 4H20 丙烷 【理化性质】 丙烷(propane,C3H8)常温下为无色、无臭气体。易燃、易爆。化学性质稳定。分子量40.09,熔点-187.7℃,沸点-42.17℃,蒸气密度1.52g/L,爆炸极限为2.1%~9.5%,在650℃时分解为乙烯和乙烷. 【职业接触】 丙烷主要存在于油田气、天然气、炼厂气中。用于制造乙烯、丙烯、含氧化合物和低级硝基烷。在生产或使用过程中均有机会接触。 【毒性】 丙烷属微毒类,为单纯麻醉剂,对眼和皮肤无刺激,直接接触可致冻伤。 1.急性毒性 当丙烷浓度〈3600mg/m3时无明显作用。1%浓度使狗血液动力学改变,3.3%时可降低心肌收缩力,致使平均主动脉压心搏出量减少,肺血管阻力增加。对猴,10%浓度对心肌产生影响,20%时加重,且出现呼吸抑制。大鼠和小鼠吸入混合气体(丙烷占50.15%,乙烷占19.3%,丙烯占15.1%)50g/m3,均无中毒症状;5~65g/m3时条件反射异常;110~126g/m3时,轻度麻醉;达到400~500g/m3时,表现为麻醉状态,部分动物出现深度麻醉,但均无死亡。 人在1%浓度下无影响,10%可出现轻度头晕,但无刺激症状。 2.慢性毒性 每日暴露于丙烷为主的混合气8.5~12.16g/m3,2h,连续6个月,动物除体重略低于对照组外,一般情况尚好,浮游试验时间缩短,神经活动早期2个月以抑制为主,后以兴奋为主。体温调节有轻度改变,早期低,后趋正常。血红蛋白轻度减少,脱离接触后可以恢复。组织学仅有轻微变化,表现为肺少量出血,肝肾有不明显的蛋白变性。 【临床表现】 接触较高浓度丙烷、丁烷混合气,可出现头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、流涎,血压较低、脉搏慢、神经生理反射减弱,但不出现病理反射。严重者可出现麻醉状态,甚至意识障碍。 长期接触低浓度的100~300g/m3的丙烷、丁烷者,出现头晕、头痛、睡眠障碍、易疲倦、情绪不稳定及多汗、脉搏不稳、立毛肌反射增强、皮肤划痕症等自主神经功能紊乱现象,并有发生肢体远端感觉减退者
随着科学技术的发展,传递的圣火也在不断改进。
自从1936年第一次举行奥运火炬接力跑开始,传递圣火的火炬总共制造了24种样式,其中13个是为夏季奥运会设计的,11个是为冬奥会设计的。
1936年,卡尔·迪姆教授根据古希腊瓷器上的绘画设计,由德国人弗里德里希·克虏伯·许特韦克为柏林奥运会制作了第一把火炬。火炬由镁为主的燃料供燃,重460克,长27厘米。
1948年伦敦奥运会制作了两个火炬,一个重960克,长47厘米,另一个是专为最后一棒传递者制作的,重2.15公斤,长42厘米。
1952年赫尔辛基奥运会的火炬长57厘米、重1.08公斤,用合金材料制成,还有一个桦木制成的手柄。
1960年罗马奥运会的火炬由意大利考古工作者设计,重580克,长39.5厘米,由铜铝合金制成,用天然树脂松香作燃料。
1964年东京奥运会的火炬重826克,长64.8厘米,用不锈钢和铝制成。
1972年慕尼黑奥运会再次请1936年第一个火炬制造者克虏伯主持设计,用不锈钢制成的火炬长75厘米、重1.35公斤,燃料是液化气,能燃烧20分钟。
1976年蒙特利尔奥运会火炬长66厘米,重540克,燃料是经特殊处理的橄榄油,能烧10分钟。
1984年洛杉矶奥运会的火炬由特纳公司的纽哈特设计,重1.2公斤,长56.5厘米,由铝和铜合金制成,以丙烷作燃料。
2004年雅典奥运会火炬由金银两色的金属和木质手把构成,呈卷起的橄榄叶状,犹如向上喷发的烈火。火炬高68厘米,重700克,由希腊著名设计师安德雷亚斯·瓦罗佐斯设计,在总共21种不同的式样的竞争中脱颖而出
2008北京奥运
火炬结构特点
基本工作流程
航天芯,也就是2008年北京奥运火炬的燃烧系统,包括燃料供应系统(燃料瓶、稳压装置和回热装置)和燃烧器两大部分。工作时,利用开关工具顺时针打开燃料瓶上的常闭开关阀,瓶内的高压丙烷蒸汽经过稳压装置进行减压,并维持在相对稳定的某一压力值附近,然后经过有五个通气孔的燃料分配器的侧孔进入回热铜管,在流经燃烧室和燃料瓶后重新进入燃料分配器,并从两路分别进入预燃室和主燃室进行燃烧。
燃料瓶
燃料供应系统的主要构成部件是稳压装置和燃料瓶,都是采用国内先进工艺和技术自主研发的。燃料瓶采用无缝冷拉工艺,直径为32毫米,即用一整块板拉成现在的形状,因此非常耐压(达14兆帕),相当于可承受水下1400多米的压力。由于火炬燃烧有时间要求,一瓶燃料需要保证燃烧15分钟以上,而燃烧器除要保证火炬形态外,也有一定的流量要求,因此为了既能保证和火炬外壳的匹配,又能满足燃烧时间,燃料瓶只能做得又细又长。这从工艺上讲,难度大大增加。因为是整体成型,且燃料瓶壁的壁厚不到1毫米,在长细比达到7.5倍的情况下是很容易拉裂的。
燃料的选择
燃料用的是99%以上纯度的丙烷。历史上的奥运火炬用混合燃料的较多。采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求。其次颜色也是一个考虑,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性。
稳压装置
稳压装置也是特别研制的。从燃料瓶里出来的气体压力是不稳定的,随着温度降低而减小。而火炬的燃烧需要一个稳定的流量,稳压装置的作用就是提供一定压力,一定流量的燃料供应,这和一般稳压装置的原理是一样的。气态的燃料以相对较高的压力进入稳压装置的进口,以高出环境压力一定范围的压力流出,保证燃烧所需的燃料压力和流量。稳压器的设计要求一般就是小巧轻便和多功能。现在的稳压装置共有四个功能:第一是将火炬开关设计到稳压装置上,这就少了一个零件;第二是减压;第三是稳压;第四就是在意外跌落的情况下,还能确保火炬继续燃烧,不会发生危险。
燃料瓶和稳压装置的连接
燃料瓶和稳压装置采用螺纹连接,燃料瓶口用外螺纹,稳压装置用内螺纹。这个虽不是独创,但在火炬上用得比较少。以前的一些火炬用的是现成的燃料瓶,多数是采用直接的顶压方式。这种没有螺纹的连接方式,如果气体压力过大,顶针会顶得很紧,用起来费劲;如果压力过小,由于使用时的振动,容易松脱,造成漏气;同时由于是非精确定位密封,在压紧的过程中或使用过程中也容易密封不严而漏气,既不安全,也容易熄火。我们吸取了国外火炬的经验和教训,采用了螺纹接口。
回热管
2000年悉尼奥运会和2002年盐湖城冬奥会的火炬都采用了保温装置。因为对于气相燃烧而言,若没有有效的热量补充,燃料瓶的温度是下降的。燃料在低温状态下,蒸汽压会降低,有可能会影响火炬燃烧性能。最初的设计就遇到了这个问题。刚研制时燃料瓶容积较大,因此它降温慢。现在燃料瓶小了,而燃烧时间要求提高,所以必须要加回热装置。要给它加热,就要有热源,于是很自然地想到利用火炬自身的火焰热量——燃料出来后不是直接进燃烧室,而是通过回热系统给燃料瓶进行加热,减缓温度降低的速度,满足燃烧时间。回热管还有个好处,就是热交换不可能把所有热量都交换掉,所以管内的气体温度也是升高的,有利于燃烧,这是个额外的好处。
燃烧器
双火焰是一个核心设计,并在国内第一次运用。燃料经过回热之后,分两路,一路进入预燃室,一路进入主燃室,基本上按1:2的比例进行分配。预燃室底部中心是喷嘴,其周围是进空气的孔。火炬外壳底部也有一定面积的进气通道。预燃室燃料往上喷时,会带动周围空气上升进入预燃室,这就是引射作用。
预燃室中燃料和空气混合后再燃烧,火焰像我们家里的煤气灶一样,掺混得比较好,燃烧充分,火焰温度比较高,形状短,是蓝色的,在强光下不易看见。而主燃室的燃料没有经过预混,燃料喷出后和空气混合,先扩散再燃烧,火焰温度稍低些,呈不透明的橙色。火焰高度高于25厘米。预燃室相当于一个稳定的火源,保证它始终不灭,即使外面的主燃室火焰熄灭,它会马上把主火焰点燃。
国外也有类似双火焰的设计,但不太一样,不是预混气的。像2006年都灵冬奥会,也是前后两个燃烧室,但两个都是扩散火焰。我们考虑用预混火焰,主要是它的温度比较高,复燃主火焰比较容易些。另一方面,主火焰在上,预燃火焰在下,受外界影响相对就小,保护火焰就容易些。
我们这个设计实际上是受了吸气式发动机的启发。因为有的发动机也有一个小的预燃室。应该说这种方案在火炬的使用中是第一次。主火焰从圆形管道上均匀的小孔中喷出,这也是特别之处。国外有很多是从一个小口喷出,或者虽是多个喷口,但尺寸较大。我们也做过这样方案的试验,一方面不太利于火焰的稳定,另一方面燃烧时烟较大。我们现在这个设计,火焰能从一个环的小孔中喷出,好处之一是喷出的燃料比较均匀,是圆形的火焰;另一个就是喷出来的燃料能与空气掺混的比较均匀,燃烧比较充分,烟就会小,有利于观赏性和环保。
在火炬研制中我们发现,风速对火炬工作的影响最大,在专用设备上进行了大量实验,做到大风小风条件下,都不熄火。我们很希望得到一支性能可靠、稳定的火炬。我们认为今后应在实际环境中,继续对火炬进行各项参数考核,并经严格的生产过程,保证研制质量。我们期待着北京奥运火炬将在同一个世界,传播同一个梦想
1960年开始用天然树脂燃料
1976年变为橄榄油做燃料
近几届奥运会都用丙烷等混合气体做燃料
北京奥运会火炬使用燃料为丙烷,这是一种价格低廉的常用燃料。其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水,没有其他物质,不会对环境造成污染。
更重要的是,丙烷可以适应比较宽的温度范围,在零下40摄氏度时仍能产生1个以上饱和蒸气压,高于外界大气压,形成燃烧;而且,丙烷产生的火焰呈亮黄色,火炬手跑动时,动态飘动的火焰在不同背景下都比较醒目。
1936年的奥运会用金属镁做燃料
1960年开始用天然树脂燃料
1976年变为橄榄油做燃料
近几届奥运会都用丙烷等混合气体做燃料
2008年北京奥运会火炬使用燃料为丙烷
压缩天然气,吹不灭的
奥运圣火的燃料是什么?为什么在水底都不会灭掉?
燃料是火炬能够在水下燃烧的关键,科学家试用了各种燃料,进行了各种各样的试验,(一开始效果并不是特别好,他们甚至一度有了取消水中传递的打算。)最后他们终于找到了一种由丁烷和丙烷混合而成的燃料,这种燃料不仅能够在水下燃烧,而且不会污染水体。火炬在水面以下不同深度还会承受不同的压力,尤其在...
历届奥运会圣火点燃的方式是怎样的?
为了表示对奥运圣火发源地的崇敬,使用了橄榄油作为火炬的燃料,并第一次由一对男女手举火炬跑入奥运会场共同点燃火炬塔。4、2000年 悉尼 奥运圣火水下传递本届奥运会在火炬传递路线的设计上可谓独具匠心,赛会组织者充分的利用了海、陆、空等各种传递方式,奥运会的火炬甚至还被潜水员带到了海底进行水下传递。5、...
奥运火种灯是什么燃料?
奥运火种灯是丙烷为燃料。以前的奥运圣火通常以丙烷为燃料。不过,自从在1928年阿姆斯特丹奥运会上首次点燃现代奥运火炬以来,也使用过镁、火药、树脂和橄榄油等燃料。与丙烷不同,氢燃烧时不会产生二氧化碳。东京主火炬使用的是福岛县一家使用可再生能源的工厂生产的氢。在火炬传递过程中既使用了丙烷,也...
奥运圣火用什么点燃?
但是和他的前任们相比,这种化石燃料的危险性较高,随之而来的就是它的安全成本和使用成本都居高不下,所以用了一届就被放弃。1976年的蒙特利尔奥运会是一次让加拿大人赔到当裤子的奥运会,不过在这次奥运会的奥运圣火的燃料的选择上,加拿大人别出心裁,使用了橄榄油!据说这是在向希腊致敬,因为众所...
奥运火炬燃料是什么?
奥运圣火的燃料是什么?为什么在水底都不会灭掉? 当火炬的燃料温度至20℃时,燃料罐内的丙烷燃料会产生10个左右大气压的压力,而结实的“祥云”的燃料罐可以承受150个大气压。因此,完全不必担心火炬燃料因压力过大产生外泄。当外界温度低至-20℃时,丙烷燃料产生的大气压仅为2个,在如此低的大气压下,如何保证火炬的...
奥运火炬为什么风雨吹不灭?
燃料用的是99%以上纯度的丙烷。历史上的奥运火炬用混合燃料的较多。采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求。其次颜色也是一个考虑,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性。 当火炬的燃料温度至20℃时,燃料罐内的丙烷燃料会产生10个左右大气压的压力,而结实的“祥云”的燃...
奥运会火炬的北京奥运会
燃料为丙烷,符合环保要求。火炬外形制作材料为可回收的环保材料。整个火炬高雅华丽,内涵厚重,带有浓郁的中国特色,和谐地将中国文化与奥林匹克精神结合在一起。其所蕴含的“渊源共生,和谐共融”理念充分是对奥林匹克精神和奥林匹克圣火内涵的一次独特诠释。祥云、漆红、纸卷轴等中国元素的融入,使得古老的东方文明和现代...
广州亚运圣火的燃料是什么
天然气
2008北京奥运会圣火怎么点燃?
一.使用什么物质点燃的?答:燃料用的是99%以上纯度的丙烷历史上的奥运火炬用混合燃料的较多。采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求。其次颜色也是一个考虑,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性。且价格低廉,常用,其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水,没有其他物质...
奥运圣火的燃料是什么
是丙烷(C3H8),燃烧产物为CO2和H2O,污染少,且火焰颜色呈橘黄色,醒目明亮,高度适中,便于新闻报道,摄影等
孙素常克: 奥运会火炬的燃料使用丙烷和丁烷的混合物.在水底都不会灭掉的原因:因为燃料使用丙烷和丁烷的混合物,易充分燃烧,废弃物少;分为三层结构的主火炬保证在时速65公里的大风和热带的瓢泼大雨中还可燃烧.例如,2000年悉尼奥运会的...
怀柔区13764767529: 奥运火炬的燃料是什么 - ?
孙素常克:[答案] 北京奥运会火炬使用燃料为丙烷,这是一种价格低廉的常用燃料.其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水,没有其他物质,不会对环境造成污染.
怀柔区13764767529: 奥运圣火的是用的什么燃料? - ?
孙素常克:[答案] 北京2008年奥运会火炬创意灵感来自“渊源共生,和谐共融”的“祥云”图案.祥云的文化概念在中国具有上千年的时间跨... 在工艺方面使用锥体曲面异型一次成型技术和铝材腐蚀、着色技术.燃料为丙烷,符合环保要求.火炬外形制作材料为可回收的...
怀柔区13764767529: 传递上珠穆朗玛峰的奥运圣火是由什么物质构成的 - ?
孙素常克:[答案] 北京奥运会火炬使用燃料为丙烷,这是一种价格低廉的常用燃料.其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水,没有其他物质,不会对环境造成污染.更重要的是,丙烷可以适应比较宽的温度范围,在零下40摄氏度时仍能产生1个以...
怀柔区13764767529: 奥运圣火的燃料是什么??
孙素常克: 燃料用的是99%以上纯度的丙烷.历史上的奥运火炬用混合燃料的较多.采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求.其次颜色也是一个考虑,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性.
怀柔区13764767529: 奥运圣火用什么做燃料??
孙素常克: 北京奥运会火炬使用的燃料为丙烷,这是一种价格低廉的常用燃料.其主要成分是碳和氢,燃烧后只有二氧化碳和水,没有其他物质,不会对环境造成污染.
怀柔区13764767529: 奥运火炬用的是什么燃料??
孙素常克: 燃料用的是99%以上纯度的丙烷.历史上的奥运火炬用混合燃料的较多.采用丙烷燃料是为了能在火炬传递路线范围内,满足环境温度的要求.其次颜色也是一个考虑,丙烷燃烧后火焰是橙色,具有较好的可视性.
怀柔区13764767529: 奥运圣火由什么燃料组成??
孙素常克:北京奥运火炬中的圣火是用丙烷. 但历史上还有用其他燃料的: 1936年的奥运会用金属镁做燃料 1960年开始用天然树脂燃料 1976年变为橄榄油做燃料 近几届奥运会都用丙烷等混合气体做燃料
怀柔区13764767529: 奥运会圣火是什么燃料??
孙素常克: 从雅典奥林匹斯山采集圣火,这里的圣火是采自太阳能 北京奥运火炬中的圣火是用丙烷. 但历史上还有用其他燃料的: 1936年的奥运会用金属镁做燃料 1960年开始用天然树脂燃料 1976年变为橄榄油做燃料 近几届奥运会都用丙烷等混合气体做燃料
怀柔区13764767529: 奥运圣火的燃料是什么啊??
孙素常克: 2008年北京奥运会火炬使用燃料为丙烷