奧運(yùn)火炬含“綠色”

劉　江

2008年北京奧運(yùn)會從各個方面體現(xiàn)了綠色奧運(yùn)、高科技奧運(yùn)和人文奧運(yùn)的理念，與鳥巢，水立方等奧運(yùn)場館一樣，奧運(yùn)火炬無疑也是高科技的結(jié)晶，在關(guān)注運(yùn)動場館的壯觀、運(yùn)動員們的矯健的同時(shí)，也讓我們把焦點(diǎn)放在那傳承文明的“火把”之上。

北京奧運(yùn)會火炬高72厘米，985克重，由鋁制成?；鹁娴谋砻媸菑澢男螤?，在制作的過程中采用了刻蝕和陽極化技術(shù)。火炬能夠連續(xù)燃燒大概15分鐘，在沒有風(fēng)的環(huán)境下，火焰的高度為25～30厘米?；鹁婺艹惺苊啃r(shí)65千米的大風(fēng)，并能在每小時(shí)50毫米的雨中保持不熄滅?；鹁娴幕鹧媪炼群芨?，可以在太陽光和亮度很強(qiáng)的地方明顯顯現(xiàn)，并可采用照相機(jī)拍攝到火焰熊熊燃燒的效果。這是因?yàn)樗目萍己糠浅８?，其精密的燃燒系統(tǒng)采用了火箭科學(xué)技術(shù)。

縱觀奧運(yùn)會火炬燃料的歷史，它曾先后采用過金屬(鎂或鋁)燃料、天然樹脂、橄欖油、丙烯、丙烷及其混合氣體等作燃料。隨著時(shí)間的推移和技術(shù)的進(jìn)步，人們對奧運(yùn)會火炬的要求越來越高，特別是安全性、可靠性、環(huán)保性方面，還希望火炬的火焰在強(qiáng)光下也容易被看到并能夠拍出好的效果。要滿足這些要求，就要選擇合適的燃料。在奧運(yùn)會火炬曾使用過的燃料中，金屬燃料可產(chǎn)生耀眼的火焰，但其安全性存在較大的問題：在金屬燃燒的過程中，不斷地有高溫碎片落下，曾有因此燒傷火炬手的報(bào)道。像丙烯這樣的含碳量較高的燃料(亞特蘭大奧運(yùn)會采用的火炬燃料)，雖然能夠產(chǎn)生很亮的火焰，并且安全性要比金屬燃料好很多，但會產(chǎn)生較大量的煙塵，不利于美觀和環(huán)保。

北京奧運(yùn)會火炬采用的燃料是丙烷，它是一種碳?xì)浠衔?，屬于烴類，分子式為C3H8。丙烷是民用液化石油氣的主要成分之一，在工業(yè)上主要用于有機(jī)合成，可作生產(chǎn)乙烯和丙烯的原料或煉油工業(yè)中的溶劑。在常溫常壓下，丙烷是一種無色無味的氣體，在20℃時(shí)，其飽和蒸汽壓約為10個大氣壓，即在20℃的溫度下，對其加壓到10個左右大氣壓的壓力，丙烷就會變成氣態(tài)和液態(tài)共存的狀態(tài)。而10個大氣壓的壓力是很容易實(shí)現(xiàn)的，因此丙烷的儲存和攜帶非常方便，可將其壓制成液體儲存于罐中。使用時(shí)，液體燃料通過微孔等渠道噴出，在大氣中呈氣態(tài)。因?yàn)楸榈倪@種特性，它還被考慮用作新能源技術(shù)——固體氧化物燃料電池的候選燃料，特別適合便攜式應(yīng)用。

丙烷燃燒后僅生成二氧化碳和水，沒有其他有害物質(zhì)產(chǎn)生，是環(huán)保的燃料。丙烷被選做北京奧運(yùn)會火炬燃料的另一個主要原因是它產(chǎn)生的火焰為亮黃色，火炬手跑動時(shí)，動態(tài)飄動的火焰在不同背景下都比較醒目。碳?xì)浠衔锶剂先紵龝r(shí)產(chǎn)生的火焰的亮度遵循這樣的規(guī)律：含碳量越高，火焰越亮。但如果含碳量過高，比如前面提到的亞特蘭大奧運(yùn)會采用的丙烯燃料和上屆雅典奧運(yùn)會采用的丙烯和丁烷混合氣燃料，在燃燒時(shí)就會產(chǎn)生黑煙。含碳量太低，比如甲烷，火焰就不夠亮，達(dá)不到醒目的效果。而丙烷燃燒的火焰，即能達(dá)到足夠的亮度，又不至于產(chǎn)生黑煙。

要保持丙烷燃料的火炬產(chǎn)生的火焰穩(wěn)定也需要采用一些技術(shù)手段。我們知道，物質(zhì)從液體變成氣態(tài)時(shí)，要吸收一定的能量，這個能量就是“相變潛熱”。丙烷在燃燒時(shí)，從液態(tài)變成氣態(tài)，會從液體燃料及其儲存罐中吸收能量，使燃料及其儲存罐的溫度越來越低。而丙烷的飽和蒸汽壓是隨著溫度的降低而降低的，當(dāng)外界溫度低至零下20℃時(shí)，丙烷燃料產(chǎn)生的大氣壓僅為2個。這個過程導(dǎo)致火炬的火苗越來越小。為了保持火焰的穩(wěn)定，就需要給燃料系統(tǒng)加熱。本次北京奧運(yùn)會火炬就是采用丙烷燃燒產(chǎn)生的部分熱量通過回?zé)峁軐θ剂线M(jìn)行加熱，并通過穩(wěn)壓閥控制，從而確保了火炬火焰的穩(wěn)定性。

北京奧運(yùn)會火炬完全由中國設(shè)計(jì)、研究并制造，其穩(wěn)定的燃燒技術(shù)和對環(huán)境的適應(yīng)性在奧運(yùn)會火炬的歷史上又達(dá)到了一個新的高度，是我們?nèi)袊嗣竦尿湴痢?/p>

責(zé)任編輯趙檸