何当共剪西窗烛

 

古诗深含亲与爱

君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。

何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。

这是李商隐脍炙人口的抒情短章，是诗人写给远在北方的妻子的。当时诗人被秋雨阻隔，滞留荆巴一带，妻子从家中寄来书信，询问归期。但秋雨连绵，交通中断，无法确定，所以回答说：君问归期未有期。这一句有问有答，跌宕有致，流露出诗人留滞异乡、归期未卜的羁旅之愁。诗人与夫人王氏伉俪情深，时刻盼望能速归故里，与妻子共坐西窗之下，剪去烛花，深夜畅谈。而此时，只能苦苦思念。诗只有四句，却情景交融，虚实相生，既包含空间的往复对照，又体现时间的回环跳跃。“何当”为设想之词，设想由实景而生，所以第二句中的巴山夜雨成为设想中回忆的话题，令“却话巴山夜雨时”成为巧妙的抒情诗句。

李商隐一生并不得意，夹杂在晚唐的党争漩涡之中，屡屡遭贬，时运不济。但是，他观察事物有独特的视角，剪烛这样的一件小事，让他描写得非常贴近生活和饱含深意，成为千古绝唱。不过，蜡烛是典型的燃烧过程，可以用来解释很多燃烧现象。英国的伟大的实验化学家法拉第，在几十年的时间里，以蜡烛为主题和切入口，解释很多生活中的现象和自己的研究心得，为作科普宣传。短短一根蜡烛，确实包含了燃烧和安全方面的重要话题，这里简单分析一下烛芯的作用，深入探讨蜡烛可以表达的消防常识。

 

蜡烛燃烧靠过程

在蜡烛发明之前，古人或者令奴隶持火炬照明（如甲骨文中的光字就是典型的象形文字，单人持炬，发光照明），或者使用油灯（古灯字，从火从登，后者又从豆，大概是火苗像豆，早期的油灯也是称作豆的）。那么使用蜡烛和油灯在燃烧方面有什么不同之处呢？油灯是燃烧液体的灯油，而蜡烛则是燃烧固体的蜡。如果要当作照明的燃料使用，两种燃料的共同特征是不能像汽油那样，一点就着，如果是这样，燃烧就容易失控了。所有的民用燃料都需要燃点高于环境温度，否则就有自燃和爆炸的危险。美国人德莱克在宾州发现石油之后，首先想到的用途居然是当作药物使用（美国当时的社会也是江湖郎中和骗子横行的局面），其次就是当作照明用油。比起当时广泛使用的5美元一磅的鲸鱼油来说，石油中提取的照明用油只有8美分一磅，因此在照明领域得到广泛的应用。不过，当时提炼技术不过关，所以经常会发生照明用油混入了低燃点的挥发分（如汽油的成分），因此经常会发生油灯爆燃爆炸事故（对此欧亨利的小说中有很多描写，骗子卖沙子作灯油的防爆添加剂，效果几乎没有。）。

和油灯相比，蜡烛的发明是一件非常重大的事件。油灯需要准备储油容器，蜡烛是固体，因此不需要额外容器。容器的清洁工作相当麻烦，所以蜡烛的最大好处是干净清爽。其次，油灯打翻了，灯油到处蔓延，有火灾失控的危险，而蜡烛打翻了，却只有少量燃料泄漏，便于及时控制。所以蜡烛的其次便利是安全，失火的可能性大大减少。第三，油灯在灯芯周围有大量的未燃烧挥发分损失（因为灯芯向容器散热有损失，而蜡烛的传热没有容器的帮助，因此未燃烧损失的挥发分少，因此比较经济。古代为了克服油灯的散热问题，设计了所谓的省油灯，就是用中空的水冷夹层来冷却容器壁，减少挥发分损失，不过结构复杂，并没有得到广泛的应用。

 为了安全需要采用高燃点的燃料（没有外来的能量，如炉膛中的辐射作用，就不能燃烧），因此蜡烛或油灯的燃烧都需要借助于烛芯来进行，火焰只在烛芯上烧着，烛芯以外的火焰都被燃料本身冷却熄灭了。在蜡烛或油灯的烧燃过程中，燃油都是借毛细作用，自油槽中沿烛芯向上送到火焰燃烧的部分，当燃油抵达上端时，就开始气化。毛细作用是由于液体分子之间有表面张力，在微小的空间里，液体表面的张力表现为毛细作用力，把燃料带到可燃烧之处，而且受热相变，维持燃烧的进行。将湿毛巾的一端浸入一盆水，另一端悬空，则盆水会源源不断地湿润空中的毛巾，直到一盆水用光为止。其中用来克服重力的令水分在毛巾中上升的力量，就是毛细作用力。

一般蜡烛在燃烧时，在顶端会形成一个浅槽，槽内装满了熔化的蜡油，其作用相当于油槽。蜡烛燃烧时产生的热气将空气向上推，在烛顶附近靠边缘的蜡，由于接触较冷的空气，使熔化的蜡油冷却下来，因而在烛顶形成杯槽，如果烛芯位置不正，没有位于中央，或者蜡烛没有竖直站立，在重力的作用下，蜡油向外向下流失，就会形成“蜡烛有心多流泪”的局面。所以杯槽是因持续上升的热气流作用而形成的，这种作用造成空气对流，结果是热空气沿烛顶上升，冷空气自周围进来，这种稳定的局面需要蜡烛的位置正确才能够加以维持。

 

时时剪烛维稳定

安全燃烧的过程，需要有烛芯来帮助进行可控制的燃烧。这里就产生一个深刻的话题，为何总要剪烛芯？为何现代的蜡烛不需要剪烛。一般的解释是：蜡烛燃烧时间过长会引起烛花现象，也就是火苗会跳动，必须剪短烛心才能保持烛火苗不动。这是不完全的解释。火焰过大，还会造成混合不完全，局部温度不足以维持燃烧的完全进行，因此有大量的烟黑产生。因此，剪烛还有减少烟黑生成，防止污染墙壁的功能，以及防止火焰过大而导致传热过量，破坏了油槽的传热平衡，造成蜡烛多流泪，燃烧时间短，因而不经济。

为何火焰会跳动？这是所谓的流动失稳的问题。当提供燃料的烛芯过长时，提供的燃料多，放热量大，因而产生的羽流量大，　卷吸的气流量大，　羽流产生的涡流频率如果与燃烧系统的固有频率发生共振，就会产生火焰上下跳动的现象，照明的效果非常不好。所以韩愈40岁视力就不行了(“吾年未四十，而视茫茫，而发苍苍，而齿牙动摇。”《祭十二郎文》)，劣质蜡烛的祸害很大。

那么，现代的蜡烛是如何解决这一问题的呢？1820年，法国人强巴歇列发明了三根棉线编成的烛心，使烛心燃烧时自然松开，末端正好翘到火焰外侧，因而可以完全燃烧。现代蜡烛通常在烛芯中加入一根细微的金属线或混入金属粉，点燃以后的烛芯，在自重的压力下弯曲，顶部直接暴露在蜡烛火焰的外焰高温部分（外焰温度高于内焰温度，这是初三化学的入门常识，对于扩散火焰来说，外焰是反应区，内焰是混合区或准备区。），自动被高温火焰切除多余的部分。这样我们现代人就不必再需要时时剪烛来维持蜡烛的稳定燃烧了。

 

烛芯虽小作用大

很多冲向火场的消防队员注意到，浇在地毯上的油类比浇在水泥地面的油类燃烧更猛烈，火焰高度更高（即燃烧放热量大）。一般的解释是，由于有毛细作用，地毯上的油类更容易到达火焰燃烧。这种解释是非常不足的，毛细作用是一种典型的传质现象，毛细作用下的传质并不能超过无障碍传质的水平，只有在外部有流动的作用下，地毯的作用相当于肋片，才有增加传质作用的可能。对于燃烧来说，关键是能量的限制要满足。所谓的火场中的烛芯效应，是指由于多孔介质（烛芯）的存在，向底层的传热损失被禁止，所有的热量都保留在烛芯表面，所以有烛芯的燃烧相当于没有深层传热损失的稳定燃烧，所以要比正常有传热损失的火焰大一点，但不是没有限度的，关键是能量守恒。能量守恒是决定火焰大小的最关键因素，传质条件是次要的。

网上有不少人对英雄邱少云的事迹感到怀疑，为什么人体能够燃烧？为何火焰可以维持3个小时以上而不灭？答案是，燃料顺序进行的次序是汽油点火，其次是作伪装用的草类，第三是棉衣，最后是人体脂肪。人体脂肪不易燃烧，需要有烛芯材料助燃，而棉衣恰好是多孔介质，是作烛芯的好材料。这些烛芯抽取了人体脂肪，因此燃烧得以维持进行。所以火焰虽然不大，却燃烧不止，造成了英雄受难过程的不可逆转。小小烛芯，对于维持燃烧就是那么重要。

只有了解了燃料特征和燃烧的过程，才能够深入认识剪烛的必要性。有道是，固体燃料多安全，燃烧进行赖烛芯；时时剪烛维稳定，剪烛西窗话消防。

 

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