Uma descoberta foi feita na órbita da Terra - chamas difusoras esféricas estáveis ​​e frias. As medições nessas chamas podem ajudar a melhorar os motores do futuro.

A maioria dos especialistas esperava que seria fácil obter chamas de difusão frias queimando gases na microgravidade, mas os pesquisadores descobriram que este não é o caso. Entre janeiro e junho, 2021, eles queimaram mais de 150 chamas quentes de difusão a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS), alguns por até 3 minutos, no entanto, nenhum fez a transição da queima quente para a queima fria após a extinção.

Em 23 de junho, com uma ligeira mudança nas condições, Minhyeng Kim - estudante de graduação em Engenharia de Proteção contra Incêndios (FPE) da Universidade de Maryland (UMD) - notou algo incomum em três dos testes:depois que as chamas quentes se extinguiram e desapareceram da visão da câmera, calor ainda estava sendo produzido. O combustível era n-butano diluído com nitrogênio e o oxidante era 40% de oxigênio em nitrogênio. A pressão era de 2 atm.

As chamas estavam tão fracas que mesmo a câmera mais sensível disponível para os testes inicialmente não revelou nada.

Então, Kendyl Waddell - estudante de engenharia mecânica, orientado pelo Professor da FPE, Peter Sunderland - aprimorou o feed de vídeo para revelar um comportamento surpreendente. Depois que a chama quente se extinguiu e todas as reações cessaram, o calor residual no queimador poroso reacendeu o combustível em fluxo como uma chama esférica de difusão fria constante.

Os experimentos foram realizados como parte do projeto Cool Flames Investigation with Gases (CFI-G) - liderado por Peter Sunderland (UMD FPE), Richard Axelbaum (Washington University) e Forman Williams (University of California, San Diego), e apoiado pela NSF, NASA e CASIS.

"Essas chamas têm várias características favoráveis ​​que nunca antes foram combinadas, "Sunderland disse." Eles sabiam, taxas de fluxo controladas e constantes. Eles são autossustentáveis, sem reagentes aquecidos ou oxidantes exóticos. Suas zonas de reação são espessas (na ordem de 6 mm), o que facilita medições e simulações. O combustível é o n-butano leve e gasoso, como o conteúdo da maioria dos isqueiros. "

As chamas frias queimam a 600-1000 K, muito mais frio do que 1100–2200 K de chamas quentes típicas. Frias chamas de difusão, descoberto em 2012 usando gotículas de combustível líquido (também a bordo da ISS), foram criados recentemente em gravidade normal usando ar aquecido e geralmente com combustíveis líquidos e oxidantes exóticos.

Este fenômeno já gerou um grande interesse na comunidade de pesquisadores de combustão. O objetivo é gerar uma compreensão abrangente da química da chama fria que permitirá motores e queimadores mais limpos e eficientes, bem como melhoria da segurança contra incêndio.