利用家用设备组装音乐灭火器的尝试——基于声波灭火原理的小实验总结

李沛玖

（莱州市第一中学 山东莱州 261400）

利用家用设备组装音乐灭火器的尝试
——基于声波灭火原理的小实验总结

李沛玖

（莱州市第一中学 山东莱州 261400）

家庭常用的干粉灭火器比较方便，但也有明显缺点。利用声波灭火的原理，运用家庭已有设备，不断调整试验方式，最终达到用音乐灭火的目的。实验结果表明：当声波的处于30～60Hz的低频范围内时，就能起到灭火的作用。

家用设备；音乐；灭火

1 传统干粉灭火器在家庭实际应用中的优点和缺点。

2015年年初，家里的厨房不小心着火了，曾经拿干粉灭火器将火熄灭。这个过程中发现，干粉灭火器的优点是：①存储携带方便，体积小；②灭火效果快；③价格便宜；④使用寿命长；⑤操作简单安全，灭火迅速；⑥灭火试用范围广；⑦腐蚀性小。

在具备不少优点的同时，干粉灭火器也有不少缺点：①干粉灭火器容易吸潮，结块，会严重影响使用效果，一旦出现这种情况，会直接导致火灾无法控制；②使用干粉灭火后，留有的痕迹非常清晰，不容易清理影响美观；③只能起到控火的作用，很容易引起复燃；④药剂为粉状，容易遮住人的视线，而且很容易呛到人，是灭火工作受阻；⑤干粉灭火器的适用温度（≥-23℃）限制了它的使用。

2 音乐灭火器的理论基础

干粉灭火器是目前家庭消防重要设备，具有不可替代性，但并非没有改进空间。对其进行改装，使其更加环保、安全非常有必要。

根据相关资料，声波可以灭火。声波灭火的基本原理是：通过一定设备，将特定声波传达到正在燃烧的物体，用声波将正在燃烧的物体与氧气进行有效隔离，在没有氧气环境下阻止可燃物继续燃烧。按照物理声学的基本理论，声波是空气振动产生的，在声拨动的传播过程中，所到之处的氧气自然也会随之一起振动，再加上声波是一种纵波（振动方向和传播方向一致），沿着传播方向会出现疏密相间的情况——波峰处的氧气浓度高，波谷处的氧气浓度低。因此只要找到合适频率和振幅的声波，就能使空气分子振动起来，使火源附近的空气压强减小，空气密度降低。而当火源周围的氧气密度降到一定程度时，火就会被扑灭。

3 音乐灭火器的实验和实践

根据以上知识，利用家庭已有设备，尝试音乐灭火器的试验。

设备构成：①CD播出设备，能将音乐放出；②低音炮，相当于一个声波发射器，通过控制相关旋钮，控制声音频率；③瞄准仪（以便在特定的方向上集中声波），可以用类似于卷筒卫生纸的纸信这样的硬纸筒做成的炮筒，——相当于灭火器的喷嘴（见图1）；④废弃的铁制平底锅；⑤乙醇若干，放置在平底锅内供燃烧；⑥沙土，灭火备用。

图1

实验过程：打开设备，播放音乐，通过调整低音炮的调频旋钮（低音炮的后面有一个调节音乐频率的旋钮，上面标注着20～200Hz的范围，低音炮是可以用来调节音乐频率的，上面范围在20～200Hz，就选一首固定的音乐，然后通过旋转低音炮的调节频率的旋钮，进行测试），将音乐调成不同的频率，并对准点着乙醇的平底锅进行灭火测试。

测试分三轮进行，瞄准仪距离火源距离分别为0.5m、1m、1.5m，每个距离每个频率实验5次，其实验数据分别为表1～3。

表1 0.5m

表2 1m

表3 1.5m

4 实验结果讨论

（1）通过以上实验，我们可以看出当声波的频率在30～60Hz的低频范围内，才能增加空气的流动性，使火源处的空气变稀薄，而且分散火源，加快燃烧速度，起到灭火的作用。当声波超过60Hz或小于30Hz时，只能引起火苗的振动，未能使火焰熄灭。

（2）声源和火点的距离同灭火效果有一定关系，其距离控制在0.5m范围内效果相对还可以，到1m时就比较困难，超过1.5m后灭火效果基本没有，由此可以得出结论：当声源离火源越近时，灭火效果越好，随着声源到火口的距离增大，声波的威力减小，灭火效果越差。

（3）每个距离每个频率都进行了三次实验，效果不一，说明在目前情况下，干粉灭火器依然是家庭消防的主力和首选，音乐灭火在实际运用中稳定性不好，还需要解决适应性问题，目前只能在实验室阶段，假以时日，科技可以转化为生产力，这种经济环保的灭火方式将逐步推广。

（4）目前使用的火源是点燃乙醇形成的火焰，是否可以扑灭天然气或燃烧木头形成的火源还有待研究。

TQ569

A

1004-7344（2016）29-0299-01

2016-9-29