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如何用干冰制造出烟雾?


实验室k / 2019-01-03

       舞台上仙境般的烟雾是怎样制造出来的呢?这要归功于干冰。干冰升华的瞬间会产生大量白雾,整个演出台被白雾笼罩,如仙境一般烟雾缭绕的奇妙效果便营造出来了。好的干冰舞台烟雾效果是舞台设计师创意和技术的完美结合,能有效烘托舞台气氛,不仅能带给观众如临仙境般的梦幻感受,还能留下无限的遐想。舞台上这种美轮美奂的烟雾效果是怎么制作的呢?

       液态二氧化碳蒸发时会吸收大量的热;相反,当它放出大量的热时,就会凝固成固体二氧化碳,俗称干冰。干冰大量应用于食品、卫生等工业中,使用范围很广。

       干冰是二氧化碳的固态存在形式。二氧化碳自然存在于空气中,常态下是一种无色无味的气体。相对而言,空气中二氧化碳的含量很小,其体积比大约只占0.03%,但却有着极为重要的作用。干冰特别容易挥发,挥发后会升华为无色无味的二氧化碳,其面积比固体时大1000倍。所谓升华,就是在大气压下不通过液体直接由固体变成气体。

       舞台上的烟雾是什么呢?原来,舞台上的干冰,即固态二氧化碳,吸热升华后就变为气体,并凝结周围的水蒸气呈现为烟雾状。由于二氧化碳的比重是空气的1.5倍,因此会向下流到舞台上,形成低沉的烟雾,这就营造出了舞台上的烟雾效果。在舞台上通常是这样使用干冰的:用大型专业干冰机放上干冰,向演出舞台喷洒,舞台上就会出现烟雾缭绕的情景。

       干冰在工业模具中应用很广。如对于轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒等,干冰能清除多余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污,打通排气孔,清洗后模具可以如新的一样光亮。干冰可以使这些模具实现在线清洗,不需要降温和拆卸模具,有效避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤和划伤,由于反复装卸所造成的模具精度下降等缺点也被有效消除。更为重要的是,干冰清洗能免除拆卸模具和等待模具降温这两项最耗时间的步骤,从而可以使停工时间减少80%~95%。干冰清洗不但可以降低停工工时,减少设备损坏,使高温设备得到极有效的清洗,还能减少或降低溶剂的使用,改善工作人员的安全状况;此外,还可以增进保养效率,降低成本,使生产效率得到提高。

       在石油化工业上,干冰的主要用途有:清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备;清除各式加有热炉、反应器等结焦结炭;清洗换热器上的聚氯乙烯树脂;清除各类压力容器如压缩机、储罐、锅炉上的油污、锈污、烃类及表面污垢;清理反应釜、冷凝器;复杂机体除污;炉管清灰;等。

       在食品制药业上,干冰可以成功清除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及烘烤前的生鲜制品混合物。烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等,都可以利用干冰进行有效清洁。

       干冰清洗能有效清除有害化学药剂,避免生产设备与有害化学物接触和产生第二次垃圾;抑制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌,使消毒、洁净更彻底;避免水刀清洗对电子设备的损伤;最低程度地分解设备,从而减少停工时间。

       在印刷工业上,清除油墨是很困难的一件事。齿轮和导轨上的积墨会严重影响印刷质量。利用干冰清洗,能有效消除各种油基、水基墨水和清漆,使齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料得到清理,避免排放危险废物和溶液及由于危险溶剂造成的人员伤害。

       在电力行业中,干冰的用途有:清洗电力锅炉、凝汽器、各类换热器;可直接对室内外变压器、绝缘器、配电柜及电线、电缆进行带电载负荷(37kV以下)清洗;可对发电机、电动机、转子、定子等部件无破损清洗;不需拆下桨叶,即可清洗汽轮机、叶片等部件,不用重新调校桨叶的动平衡,提高了工作效率。

       在汽车工业中,干冰可用于清洗蒙皮、蓬顶、车厢、车底油污等,且不留水渍,不会导致水污染;清洗汽车化油器及汽车表面除漆等;清除引擎积碳。以处理积碳为例,用化学药剂处理的话,最少需要48小时,且药剂会影响人体健康,而用干冰清洗则能够在10分钟以内彻底解决积碳问题,不但节省了时间、降低了成本,而且除垢率达到100%。

       随着我国观众欣赏水平的日益提高和舞台艺术综合能力的不断发展,近些年来,制作水平较高、舞美技术优秀的舞台艺术作品不断涌现。这些作品不同程度地使用了舞台烟雾效果,其制作方式不但开拓了审美视野、强化了表现手段,同时也提升了艺术层次、烘托了艺术气氛,使干冰在舞台应用领城的魅力和作用得到了充分的展示。

       其实,二氧化碳是看不到的。在舞台烟雾效果中,袅袅升起的其实不是烟,而是雾。二氧化碳由固体变成气体时会吸收大量的热,这就导致周国空气的温度快速下降。空气温度一降,它对水的溶解度就会变小,水蒸气就会凝聚,所以周围的水蒸气就变成了小液滴,就形成了雾,这和夏天冷饮冒烟是一个道理。


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