介绍一个可能带来国防和国民经济重大技术革命的新发明: 附加磁力装置的枪炮火箭喷气发动机汽轮机内燃机和飞行器

介绍一个可能带来国防和国民经济重大技术革命的新发明:

附加磁力装置的枪炮火箭喷气发动机汽轮机内燃机和飞行器

本发明早已被国家知识产权局公布了，故本文介绍这发明的原理，故不存在泄密的问题！

摘 要

现有的汽油机和柴油机；固体和液体火箭发动机；脉冲爆震和超燃冲压发动机；喷气发动机和燃气轮机；蒸汽轮机；枪、炮这八大类装置都是用各类燃料燃烧产生的高温高压气体来作功的。在作功的过程中，气体必须形成定向气流，才能提高作功效率。但没有约束的高温高压气体必将向四面八方膨胀。为了提高作功效率，只好用枪炮的身管、火箭、喷气发动机等的喷管、内燃机的气缸等来约束高压气体，只准它们向一个定向流动。然而，压迫深、反抗重！燃气气体分子会对这些约束物产生极高的压强和温度，这不但浪费了大量能量，也导致这些约束物需要强冷却，而且还要用耐高压材料制造…。尽管采取了多种措施来提高能量利用率，例如用更高能的燃料甚至在固体火箭燃料中加了烈性炸药，其性能仍然没有大幅度提高…山重水复疑无路——这些建立在种种宏观基础理论上解决问题的方案已经走到头了！

柳暗花明又一村——本发明另辟新径：用微观的分子物理学经多年深入研究终于发现了问题的关键：气体分子从整体上看只有1/6的分子是向前运动的，其余5/6分子中有的反向运动，甚至其中2/3沿着径向运动的分子还极大地阻止了1/6气体分子的向前运动。进而从能量分配的观点来看，分子中也只有区区1/9的能量是用于向前平动的。可见：要提高燃料的能量利用率，关键之一是要抑制分子的径向运动。

深入分析可知：气流中有很高比例的极性分子，虽然它们对外不显电性，但它们的正负电荷重心不重合。于是，就利用磁场中的洛仑兹力来作用于这些极性分子。洛仑兹力能改变带电粒子的运动方式，却又不对它们作功。那么，这些径向平动的极性分子就会新增加一种转动，而这种新增的转动动能只能来自于分子原有的平动动能，于是其平动动能就衰减直至减到最小值。随着径向平动气体分子速度的下降，它们对于约束物内壁的高温和高压也下降了。这样就减小了冷却的需要，减小了内壁上的高压。更加有利的是：由于径向平动气体分子速度的下降，它们对于向前运动分子的阻力大幅度地减小，必将大幅度提高燃气喷出的速度和燃料的能量利用率。

早已有多所高校多个试验有力证明了磁场能在很大程度上加速燃气速度！

关于理论创新重要性的强调（代前言）

科学史上有众多先有理论创新并指导后来的研发，或者经实验证实这理论的正确性、进而在该领域或多个相关领域带来革命性、颠覆性进步和极大市场的多个铁的事例：

例一：“齐奥尔科夫斯基…1903年…推导出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式。这一公式的创立奠定了宇宙航行的理论基础。…此外他首次论证了利用多级火箭克服地球引力的构想。”正是在这理论创新的指导下，1957年，苏联根据这创新理论指导的多级火箭成功发射了第一颗人造卫星。多国后来也用多级火箭成功发射了多个空间站、载人航天、甚至探索月球与火星等。这正是先有理论创新，后开创一片新领域的实例！

例二：https://www.doc88.com/p-089373112716.html：麦克斯韦于1859年首先从理论上推导出气体分子速率分布函数。[截图]但由于技术条件的限制，直到六十多年后才先后有几个实验证明了这理论的正确性。这也是先有理论创新后来得到实验证实的实例！

例三：英国的惠特尔于1930年取得涡轮喷气发动机设计的专利。…1941年5月安装惠特尔设计的W-1发动机的格罗斯特公司E-28/39飞机试飞成功。…大幅度提高了飞机的性能。这也是一个先提出理论并获得专利后再投资研发成功并开创一个革命性、颠覆性、全新的喷气式飞机领域的典型例子！

例四：爱因斯坦设想如果乘上一列和光一样快的列车会看见什么？并于1905年提出了狭义相对论。后来在基本粒子的实验中发现时间变慢、质量变大终于证实了这理论。难道爱因斯坦非要亲自乘坐一列不可能实现的和光一样快的列车；作了实验之后，才能创造出狭义相对论来吗？这岂不是违反了铁证如山、众所周知的事实了吗？

例五：1913年，爱因斯坦阐述了相对性引力理论的基本原理：指出由星体发射出来的光束在太阳附近掠过时会弯曲。1919年英国考察队进行了日食观测，爱因斯坦的预言被证实了!这也是先有理论后经实验证实的实例。

几乎所有的技术发明也都是先提出理论并在实验中不断完善和改进后成功的。其例子举不胜举：

“蒸汽机…瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸汽机的两大缺点…以后，瓦特开始思考改进的办法。…设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。…”后来终于成功地使人类从此进入了蒸汽机时代！

https://wenku.baidu.com/view/733e099ef705cc1754270955.html美国轮船发明家富尔顿：“为了研究制造出水运交通迫切需要的轮船，…他就作了许多关于机器、桨轮和船的草图，并研究总结了前人在制造轮船上的经验教训。…具有百折不挠的决心，不达目的绝不罢休。…在赛纳河上试航成功…”。人类从此进入了轮船时代！

“http://bbs.voc.com.cn/topic-8241157-1-1.html本茨发明汽车的故事…由此本茨成功地制造出了体积小、力量大的汽油发动机。…1885年…他把他制造的汽油发动机装在了三轮车上。”人类从此进入了汽车时代！

“http://www.lspjy.com/thread-346147-1-4.html莱特兄弟发明飞机…‘干什么事情得有个计划，我们首先得画一个图样，然后才做！’。…反复思考，把有关飞行的资料集中起来，反复研究。…1903年12月17日上午10点钟，…飞机飞行了30米后，稳稳地着陆了。…”人类从此进入了飞机时代！

综上所述：无论是蒸汽机、轮船、汽车、飞机等的发明或者改进，都毫无例外地是先有对于这些装置运行原理的想法即理论、或者改进的方案，然后再通过多次试验和改进最后才成功的。

…类似的例子还有成千上万、不胜枚举。综上所述：在科技发明史上，所有的发明都是先在头脑中有一个想法即理论，再在实验中反复验证、改进后才成功的。根本不是什么先有实验后有理论！试问，如果发明家头脑中没有一个新发明的构思、想法即理论，凭什么来组织一系列实验来验证想法呢？难道天上会掉下来一个蒸汽机、汽车、轮船、飞机，让发明家来实验，最后才发明了这些新东西吗？当然是先有想法、构思，然后才会有目的地去从事实验来验证了。当然是“以理论为先导”了，科学史上哪有什么“以实验为先导，不能以理论为先导”的事？

即使在实验中发生了偶然、前所未有的现象，也必须先在头脑中事先有准备，并且有敏锐的观察力和思考能力，才能创造伟大的发明来。有文献说“…弗莱明跨进他离开多日的实验室。‘糟了，长霉菌了！’…。通常的做法，就是把它一倒了之。但弗莱明却没有这样做，…这就是伟大的青霉素发明者弗莱明的科研成果。”

本发明也是一个在上述八大类领域内的全新、革命性、颠覆性的重大理论创新！它甚至可以和给人类带来极大进步的诸如蒸汽机、汽车、轮船、飞机等相提并论！一旦实施成功，必将在这八大类领域带来重大的技术革命甚至在这些领域开创各自的新时代，并带来几十万亿的市场和相应的收益！目前发明人我正在积极准备研发样机。

自从我宣传这发明以来，有一些专家提出了一些质疑甚至是负面的评价。针对这些质疑和负面评价，我早已作了系统、全面、深入、客观、引经据典、铁证如山、无一遗漏地全面地分析、答复甚至是批驳过了。

当然也欢迎包括知乎和任何其他各界的网民朋友们提出质疑，我将引经据典、铁证如山、无一遗漏地与各位讨论、并作出答复。

第一章：关于研究问题的基础理论

§1.1现有九大类装置和装备所共同面临的问题和陷入的困境

现有的汽油机和柴油机、液体和固体火箭、喷气发动机、脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、燃气轮机、蒸汽轮机、枪、炮这八大类装置有一个矛盾的普遍性：它们都是用固态、液态或者气态的燃料和助燃物（如枪、炮中的发射药和固体火箭中的固体燃料；其它几类装置中的液氢、液氧、煤油、汽油、柴油、大气中的氧气等）燃烧产生（只有汽轮机的蒸汽来自于锅炉）的高温高压气体来作功。但实际上，燃烧产生气体的大部分能量不是用于推动枪炮的弹丸向前；或者推动内燃机中的气缸向下；或者在火箭、喷气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机等向后喷气或带动涡轮旋转。据有关文献及其中的图片所示：这些气体中的很大部分能量却用于加热气体本身，使气体的温度和压强都升高。这不但造成化学能的很大浪费，更在很大程度上减少了真正用于作功的化学能比例。进而还需要对许多零部件冷却；同时许多零部件还必须承受极高的气压！

现有的飞行器在超音速飞行时，激波所产生的波阻会消耗发动机的大部分动力；还会因为摩擦而产生高温。

现有的枪炮的弹丸的初速度都相当有限。为了提高弹丸初速度，研发了电磁炮。但文献“轨道炮”所说：“电磁发射在技术上的研究工作可能还要持续20多年，因为目前还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的电能。”

液体火箭、固体火箭、喷气发动机、脉冲爆震发动机、超声速燃烧冲压式发动机、燃气轮机都存在燃烧室中的高温和高压问题。蒸汽轮机的“…热效率为25～30％。”现有的汽油机和柴油机燃油燃烧产生的高温高压气体的能量中有相当多的部分并没有直接用于推动活塞作功，而是用于使气体本身产生高温和高压，造成能量的极大浪费。效率低下“（汽油机为20%～30%，柴油机为30%～45%）；存在散热损失…。”

§1.2现有研究八大类装置的学科及其局限性

而目前，研究并解决这九大类装置的基础理论和学科主要有：内弹道、化学热力学、气体动力学、空气动力学、燃烧学、化学、热力学等。下面逐一讨论这些学科所涉及的内容和它们在研究中使用的工具。

§1.2.1关于《内弹道》学

《内弹道》“…弹丸在膛内的运动大约要消耗掉发射药产生的能量的25-35%。其余的能量都在弹丸离开炮口后排入大气。…”内弹道学：“…在身管武器中，弹道效率一般约为20%~30%。”

§1.2.2 关于《化学热力学》

经典热力学是宏观理论，…因此不能只从经典热力学获得分子层次的任何信息。

§1.2.3 关于《气体动力学》

气体动力学在连续介质假设下,研究与热力学现象有关的气体运动规律及其与相对运动物体之间相互作用。

http://www.doc88.com/p-198574104720.html西北工业大学动力与能源学院气体动力学基础【PPT演示文稿】。

[P20]连续介质模型；定义：把气体看作是连绵不断地充满整个空间的、不留任何空隙的连续介质。

§1.2.4 关于《燃烧学》

燃烧学是研究燃烧现象、实践和理论的科学。涉及到化学、热力学、传热传质学和流体力学等。[这里没有量子力学！]…燃烧的本质是一种氧化还原反应，但又不同于一般的氧化还原反应。爆炸与燃烧没有本质差别。

§1.2.5 关于《化学》

化学反应指分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新物质的过程。化学反应可以看作是原子的重新组合。

§1.2.6关于《空气动力学》

《空气动力学基础》P3说“空气动力学采取所谓的连续介质的概念。这个概念把介质看成是连绵一片的流体，假设介质所占据的空间里到处都弥布了这种介质，而不再有空隙。”P4“既然我们已经采用了连续介质的概念，当然不能取一个分子来说，而必须取一小块介质来说，这样的一块微量的介质我们取名‘微团’。”尽管如此，在研究气体粘性时，又不得不深入到分子的层面了。如P8说“气体分子是在不停顿地进行着不规则的热运动的，这种运动，不论气体是处于静止状态还是处于流动状态，它都是存在的。”“假定单位容积中有N个分子，分子热运动的平均速度是c，其中三分之一的分子的热运动速度是垂直于AA界面的。”这里不得不承认并用了分子物理学或分子运动论的理论和分子永久的热运动。进而也承认“三分之一的分子的热运动速度是垂直于AA界面”。这正是典型的分子运动统计规律。只有在分子运动论基础上，才能推导出粘性系数公式。

下册P175说：“气体微团之间的热传导，从机理上说，和动量的传输(它造成粘性力)一样都是由分子运动造成的。…热导系数κ和粘性系数μ的关系，可以用分子运动论去推导出来。”

§1.2.7关于《热力学》与《分子物理学》的区别

“http://www.doc88.com/p-6731656619411.html《分子物理学与热力学》”：“1．分子物理学研究方法：…就大量分子的集体表现来看，却存在着一定的统计规律，所以可以用求出大量分子的一些微观量的统计平均值，用来解释从实验中直接测得的物体的宏观性质。方法：以物质的分子、原子结构理论为基本出发点，运用统计方法来解释和揭露物质宏观热现象的微观本质（即从微观、统计角度解释宏观）。

2．热力学研究方法：只处理宏观量之间的关系，不涉及物质的微观结构。总之：热力学是宏观理论，分子物理学是微观理论。《理学类分子物理学基础》等文献中也有类似说法。

§1.2.8上述各学科的共同特性及其不足之处

上面各学科有几个共同之处：一、它们都主要是从宏观角度来研究诸如气体的温度、压强等关系及其随着时间变化的过程。二、它们都是在“连续介质”的假设下，才能够研究上述的气体的性质的。三、即使在研究微观世界时，仍然坚持用建立在“连续介质”基础上而且仍然无视一个个独立存在的分子的所谓微团概念。四、只有在研究诸如气体的粘滞性、导热性的时候，由于无法用“连续介质”和“微团”来自圆其说，才不得不用分子物理学和分子运动论，来证明粘性、导热性是众多分子热运动所导致的。

由于没有深入研究一个个独立运动的分子，而是用与实际有差别的“连续介质”和“微团”等假设，上述各个学科在进一步解决本文开始提到的各问题时都已经陷入了困境，几乎很难有根本性的重大突破了。

§1.3对于八大类装置燃烧生成物的深入分析

为了深入研究八大类装置陷入的困境，提高八大类装置能量利用率，就必须深入研究燃烧的生成物及其所有特性。因此，必须知晓燃料的成份；燃烧的过程，并知晓燃烧的产物。

§1.3.1八大类装置中燃料的化学成份

八大类装置工作需要燃料和助燃剂。燃料包括内燃机中的汽油、柴油，喷气发动机中的煤油，燃气轮机中的天然气、液化石油气，火箭发动机中的煤油等烃类；液体火箭中的液氢也是燃料。助燃剂主要是外界吸入的空气，其主要成份是N2和O2；或者是火箭自带的助燃剂如液O等。还有枪炮中的硝化纤维或硝化纤维加硝化甘油等。以及少量的其它化合物（如固体火箭中的高氯酸铵、铝、氧化铁、聚合物和环氧固化剂）等。

§1.3.2燃料的燃烧就是化学反应

“https://baike.so.com/doc/8792569-9116960.html燃烧学”：燃烧是指燃料与氧化剂发生强烈化学反应，并伴有发光发热的现象。…燃烧研究由一般动力机械扩展到喷气发动机、火箭和飞行器头部烧蚀。

§1.3.3燃料反应后的产物

化学反应的生成物都是各种各样的分子。因此，必须深入研究分子及其运动才能够解决上述的问题。

§1.4柳暗花明又一村——用分子物理学深入研究而发现问题的关键

燃烧产生的燃气中有极多高能、高速运动的气体分子，气体分子的热运动造成了宏观上的高温和高压。而现有上述各学科基本上都没深入研究诸多分子运动，故而陷入了困境。为了提高八大类装置的能量利用率，就必须深入研究这些数量极其众多的气体分子以及它们的运动状态。而深入研究这些气体分子运动状态最主要、最根本的学科就是《分子物理学》。

“分子物理学是研究分子的结构，分子的物理性质，分子间的相互作用；…特别是与热现象有关的物理性质的一个物理学分支。…分子运动论是研究大量分子的宏观运动规律，如理想气体运动规律、分子速度分布定律和动能均分定律等，…。这些现象和性质与大量分子的整体运动状态有关，因此在分子物理学研究中还广泛地利用热力学定律和统计物理学的理论。”

“http://baike.so.com/doc/6587839-6801613.html分子运动论研究对象”说“分子运动论的研究方法，还是以经典力学为基础，因此在考虑分子间碰撞时，需要给出分子的模型，碰撞机制；而在遇到大量分子相互作用的情况下，又不可避免地引进概率理论。”

总之，针对燃气中气体分子，最主要的学科应该是《分子物理学》以及其中的分子运动论。而不是诸如量子力学等任何其它学科或理论，下面，将引经据典地用一系列公认的理论和科学定律来论证：

§1.4.1必须用牛顿力学及其理论来分析分子的运动

《分子物理学》都是用牛顿力学定律从理论上研究一个单独的分子在容器内壁中运动，并弹性地碰撞容器内壁；由于碰撞中动量守恒，从而给容器内壁一个冲量。在利用牛顿力学研究一个单独的分子的基础上，再用统计方法详细证明了大量分子碰撞形成了宏观的压强和温度。有几个铁证如山的文献可以证明这一点：

美国《经典与近代物理学》P408[截图]指出“压强…是由连绵不断的分子流与器壁碰撞所引起的。…根据牛顿第三定律…根据牛顿第二定律，作用在一质点上的力…”。白纸黑字、明确地写了两个“根据牛顿定律”！

“https://wenku.baidu.com/view/7351b62a4b73f242336c5f2b.html《分子物理与热力学》”中更有详细、严谨、标准的用牛顿力学和动量、冲量推导出气体分子运动形成压力的过程：

“统计方法：对个别分子运动用力学规律，后对大量分子求微观量的统计平均值。分子物理学研究方法：建立宏观量与微观量统计平均值的关系从微观角度来说明宏观现象的本质。分子物理学是一种微观理论。

、

、

的长方体容器，设有

个分子,分子质量为m[可见只有一种同类分子]，如图5-2所取坐标，气体处于平衡态时，容器器壁上各处的压强相同，∴在此只计算一个面上的压强即可。以A面为例。

第一步：分子

在单位时间内对A面的冲量【注意:这里首先用牛顿力学对于一个而非多个分子运动的精确计算，绝非一笔糊涂帐】:设第

个分子速度为

，分量式：

（5-4）

由动量定理知，分子

与A面碰撞1次受冲量为（用了微观模型⑴、⑶）：

（5-5）

分子i与A碰后又弹到B面（不计分子间碰撞），之后由B面又弹回A面，如此往复.【注意！分子的动量正比于该分子的质量m和速度v。不同质量m的分子，动量不同；同种质量m的分子，速度v不同，动量也不同。这显然就是对这任意一个分子i动量的精确计算。】

单位时间内分子i与A面碰撞次数为：

（5-6）

单位时间内分子i受冲量为：

（5-7）

单位时间内A受分子i冲量为：

（5-8）

由上可知，每一分子对器壁的碰撞以及作用在器壁上的冲量是间歇的不连续的。但是，实际上容器内分子数目极大，他们对器壁的碰撞就象密集雨点打到雨伞上一样，对器壁有一个均匀而连续的压强。

【注意！在用牛顿力学对一个分子i运动及其产生的冲量进行精确计算的基础之上，才推广到对所有分子的统计计算。如果没有对这一个分子i运动的精确计算，哪会有什么精确的统计？显然，这一统计必须建立在对每个分子精确计算的基础上，才可能有精确的统计结果。而绝非什么一笔糊涂账！】

第二步：单位时间内所有分子对A面的冲量[注意，每个分子沿着X轴方向的分速度不同，因此必须将每个分速度都相加求和，这就是一种精确计算]：

（5-9）

第三步：压强公式：设单位时间内A面受平均冲力大小为

，有：

（5-10）

所求压强为：

（5-11）

式中：

可知

（5-12）

可有

（5-13）

即

（5-14）

根据统计假设⑵，有：

（5-15）

由（5-14）、（5-15）

（

称方均根速率）（5-16）

（5-16）

（5-11）得

（5-17）或

（5-18）

式（5-18）中，

（5-19）

为气体分子平均平动动能。式（5-17）、（5-18）即为所求结果。

说明：⑴P的微观本质或统计性质是：单位时间内所有分子对单位器壁面积的冲量。

⑵由推导知，

、

、

均是统计平均值，∴P也是一个统计平均值。这些统计平均值是统计规律，而不是力学规律。

⑶统计平均值

、

、

、

等是宏观量，表示气体分子集体特征，而不代表个别分子。（宏观量是相应微观量的精确统计平均值）。

⑷

的表达式适合任何形状容器。

⑸推导中没考虑分子碰撞，若考虑结果也不变。……”

综上所述：牛顿力学完全可以而且也必须用在对分子运动的研究中。分子的运动绝不可能违反牛顿运动定律：在无外力作用下，分子速度及其方向绝改变！这是牛顿第一运动定律，即惯性定律。难道不是吗？

反之，在外力作用下，分子的速度和/或运动方向必将变化[例如上面严格证明的分子与容器内壁碰撞后速度及其方向的改变]，而且加速度与外力成正比，与其质量成反比。这就是牛顿第二运动定律。难道不是吗？？

如果一个分子与其它分子或者与容器的内壁碰撞，就必然有大小相等、方向相反的一对作用力与反作用力分别作用在这两个分子或者分子与内壁上【同样上面严格证明和计算出的分子与容器内壁碰撞后的动量改变及其对容器内壁产生的冲量】，这就是牛顿第三运动定律。[上面的美国文献也证明并且引用了这两个牛顿定律]。

§1.4.2关于压强与温度的本质即其科学定义

上一节已经用牛顿力学加统计方法严格证明了压强“P的微观本质或统计性质是：单位时间内所有分子对单位器壁面积的冲量。”其公式为：

5-16）

（5-11）得

（5-17）或

（5-18）

式（5-18）中

（5-19），

为气体分子平均平动动能。式（5-17）、（5-18）即为所求结果。

(17)~(19)三式中都包括分子平动速度v。进而证明了压强P与

即分子平均平动动能成正比！而与分子的转动或振动无关！如果一个分子在原地转动和/或振动”，它根本不可能碰撞容器内壁从而形成冲量了。

同上《分子物理学与热力学》P19~27中说：“压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果。压强公式不能直接用实验验证。”【可见压强是理论上推导出来的统计结果，而绝非什么实验总结！】。

在该文献P28~30的“§1.3理想气体的温度公式”中说：N0为阿伏伽德罗常数，N0=6.022169×1023(摩尔)-1}，下面是一系列的推导，最后结论是公式(17)和(18)：温度本质是分子平均平动动能的量度。

总之：无论压强还是温度，都与极多分子的平均平动动能成正比！而与分子转动或振动无关！

§1.4.3关于压强与温度出现各向异性的可能性

同上《分子物理与热力学》也说：“二、统计假设：⑴分子不存在特殊位置，在各位置出现可能性均等；⑵分子沿各个方向运动的可能性是均等的。三、压强公式：气体处于平衡态时，容器器壁上各处的压强相同…。”

总之，平衡态时，气体分子向各方向平动的几率完全相同；各处的压强和温度也都相等。但如果有外来因素导致气体分子沿着某些特定方向的平动速度下降甚至降到最小值，并始终保持这最小值。那么，这种微观上的非平衡状态必将导致宏观上的压强和温度出现前所未有的各向异性。

§1.4.4关于麦克斯韦速率分布律与分子运动的三种速率

同上《分子物理学与热力学》“§1-5麦克斯韦速率分布律：个别分子的运动情况完全是偶然的，不容易也不必要掌握的。然而从大量分子整体看，平衡态分子的速率却遵循着一个完全确定的统计性分布规律，这又是必然的。”这公式的“物理意义：表示分布在速率v附近单位速率间隔内分子数占总分子数的比率”。分子运动：(1)最可几速率式(37)；(2)平均速率式(38)；(3)方均根速率式(39)。它们都与

成正比。从各式和右图可见：温度升高时，三种速率分布的峰值向着高温方向移动。即温度上升时，大部分分子三种速率都增大，而且绝大部分分子的三种速率都分布在最可能的高温峰值及其附近。

§1.4.5八大类装置中共同拥有的约束部件

为了将燃料化学能尽可能高比例地用作有用功。枪炮中，希望发射药能量尽可能用于将枪炮弹丸向着枪口或炮口这单一方向推动。在内燃机中，希望燃料的能量尽可能用于将活塞向单一方向推动。在各类火箭、喷气发动机、燃气轮机和蒸汽轮机中，希望燃料的化学能尽可能都用于将气体分子向单一方向推动，从而产生因气流高速运动带来的强大的反冲力。推动火箭、喷气发动机向前，和/或推动涡轮、叶轮等高速旋转而作功。那么，这些气体分子是否如希望的那样运动呢？

假设让八大类装置中的燃料直接在一个敞开的平面上燃烧。那么，燃烧所产生的气体必将向四面八方扩散，而绝不仅仅向一个方向扩散。那么，作用在枪炮弹丸，火箭、喷气发动机、燃气轮机的喷管和内燃机活塞上的气体压力以及对它们的推力都将大为减小。为了增强推力和提高燃料能量利用率，用了枪炮的身管、燃烧室和喷管、气缸等来约束高温高压气体，只允许气体朝一个所需方向运动。但这种约束是一种机械、有形和初级的。而且，这些约束物必将承受被约束气体分子的高温、高压。因此要用厚壁、耐高温高压的高强度材料来制造用于约束的零部件。而且，即使有了这些约束；却没有、也不可能从根本上减少气体分子不利的径向的高温高压作用。此外，气体分子向所需方向运动并作功的效率提高得也相当有限。气体分子的负面影响仍然很大！

§1.4.6从微观角度来分析气体分子径向运动所导致的三大危害！

气体分子属于微观世界，只有用分子物理学来深入研究，才可能从根本上解决八大类装置的问题。

据同上《分子物理学与热力学》P22的“统计假设：☆每个分子向各个方向运动的几率相同，即气体分子的速度沿各个方向的分量的-各种平均值相等…”。可见，通常，气体分子整体上都是沿X、Y、Z轴三个方向热运动的。每个方向运动的分子数量平均各占分子总数的1/3。假定X轴的正方向是“八大类装置”中所需的气流运动的单一方向。那么显然，只有约1/6的分子沿着X轴正向这个“所需的单一方向”运动。而剩下5/6的分子将沿着不需要的方向运动甚至X轴正向这个阻止所需的单一方向运动。下面将沿Y轴和Z轴方向的分子运动统称为径向运动。这径向通常是八大类装置中的内壁。如身管、燃烧室、喷管、气缸等。

下面再从能量分配讨论：同上《分子物理学与热力学》P36说：“二.能量按自由度均分原理：能量均分定理：在温度T的平衡状态下，物质(气、液、固)分子的每一个自由度都对应有相同的平均动能，其大小等于kT/2。推广到转动和振动：无规则运动→平衡态时，任何一种运动(平、转、振)都不会比另一种运动占有优势。即：平均说不论何种运动，对应于每一个自由度的能量都应相等，等于kT/2。

《原子物理学》[褚圣麟编]P280：“一个分子若有n个原子，就共有3n个自由度。…分子作为整体有三个平移自由度，三个转动自由度…剩下的3n-6个就是分子内部振动自由度。”

燃烧的主要产物中H2O和CO2分子的n都=3，共9个自由度。分子总能量平均分配在9个自由度中，而所需的沿X轴正向这自由度运动的能量只占总能量的区区1/9！绝大部分8/9能量都浪费在不需要的方向上了！

而且，上述的约束物根本不可能消除气体分子的径向运动。而这种径向运动必将带来如下的三个巨大危害！

径向运动危害之一，径向上不需要而且有害的高温：据上述气体分子运动论，理想气体的压强p为：

式(1)中n为气体分子密度；m为分子质量；

是气体分子的“平均平动”动能，其定义也可以见公式(2)：

式(2)中k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度。如上所述：理想气体的温度仅取决于气体分子的平均“平动”动能。但存在分子的径向平动。这平动必然导致径向上的高温。这高温不但造成化学能浪费，还导致八大类装置不但要用耐高温材料，还需要冷却系统。例如枪炮的身管要散热；火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机中都需要特殊的耐高温材料来承受气体的高温。液体火箭喷管周围用冷却管道，内燃机气缸周围要用水套来散热等问题。

径向运动危害之二：径向上不需要而且有害的高压：将式(1)、(2)结合起来就得到公式(3)：

燃气还有很高的压强。但这压强是向四面八方的。其中径向的巨大压强极大地增大了对于八大类装置中承受高压的部件（如身管、燃烧室和喷管、气缸等）的内壁材料的厚度与强度等的要求；增大了它们的成本和重量。

径向运动危害之三：极大地阻碍了气体的扩散降低了扩散速度：在八大类装置中都存在气体的“源”。如枪炮的发射药是产生高温高压气体的“源”。火箭、喷气发动机、燃气轮机和蒸汽轮机中的燃烧室和喷嘴；内燃机气缸盖上的凹坑和喷油嘴等也都是产生气体的“源”。这些气体源及其附近的气体分子的温度、压强和密度都最高，会产生分子密度的不均匀。对此，必须深入研究气体在非平衡状态下的气体扩散运动：

《理学类分子物理学基础》：“气体常处于非平衡状态，气体内各部分的温度或压强不相等，…这时气体内将有能量、质量或动量从一部分向另一部分定向迁移，这就是非平衡态下气体的迁移现象。”

气体分子向单一方向上的质量迁移正是气体的扩散。在枪炮中扩散的方向是弹丸前进方向。在其它装置中的扩散方向是喷嘴后的涡轮或者汽轮机的叶轮或火箭、喷气发动机等后面的大气和/或真空等。

“http://baike.baidu.com/link?url=GYIj0hHj3LpjYgF4d7MYdDf3Dub1SIMASWCQ2_qDTRIYBNIyd2cW65v3UQYRg1Iis6D39cOGm9MF0aWoJdjiXK 气体扩散”中说“气体扩散…扩散是由于微粒(分子、原子等)的热运动而产生的物质迁移现象。”

“http://www.chinadmd.com/file/vtvvuwoxx3oi6z3s66wausoz_1.html‘气体内的迁移现象’专题报告”中说：“扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象，主要是由于密度差引起的。…”

在上述的许多个文献中,都不约而同地指出扩散会产生“质量迁移”或者“物质迁移”。这里扩散的质量或者物质正是气体分子！质量或物质的“迁移”必将形成宏观上的气体流动即气流！

http://baike.haosou.com/doc/3108423-3276296.html菲克定律是描述物质扩散现象的宏观规律…包括两个内容：(1)单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量，J表示）与该截面处的浓度梯度成正比，浓度梯度越大，扩散通量越大。菲克第一定律，式：

D为扩散系数(m²/s)，C为扩散物质(组元)的体积浓度(原子数/m³或kg/m³)，dC/dx为浓度梯度，“–”号表示扩散方向为浓度梯度反方向，扩散组元由高浓度区向低浓度区扩散。扩散通量J的单位kg/m2·s。

另据“http://wenku.baidu.com/view/880f2689a0116c175f0e48dc.html扩散动力学方程——菲克定律”说：

“对于菲克第一定律，…式（7-1）是唯象的关系式，其中并不涉及扩散系统内部原子运动的微观过程。”

同上《分子物理学与热力学》说：扩散运动的扩散系数D为：

式(4)中，

为分子的平均自由程，它由公式(5)决定：

式(5)中d为分子的有效直径，

为单位时间内考察的分子与其它分子碰撞的平均次数。n为分子的密度。可见：平均自由程

与气体分子的密度n成反比！

§1.4.7抑制分子径向运动是最重要最根本的关键

在气体源及其附近，温度T最高。据上面“§1.4.4”可知：这一区域中气体分子的最可几、方均根和平均这三种速率都是最高！而且，气体分子的密度n也最大。据菲克定律可知：密度最大就意味着这区域与其它地方气体密度梯度最大；那么就应形成最高扩散通量的扩散。但据式(5)：分子密度n最大又造成了分子的平均自由程

的最小！

的最小就意味着分子极其频繁的碰撞，而且这些碰撞中的很大一部分都是消极碰撞[详见下述]。

“http://baike.baidu.com/link?url=hD2Udiqo3mfC4CYlTSFYIaD0x83OstxdSRsVcoKlAvRxBYw0s1VCsfzNu03PgNXI气体分子平均自由程”说：“标准状况下，氮气分子的平均碰撞频率为1.2×1010次/s，平均自由程为3.8×10-8 m”。“http://www.chinadmd.com/file/vtvvuwoxx3oi6z3s66wausoz_1.html关于气体内的迁移现象”说“气体分子热运动的速率很大，分子间极为频繁地互相碰撞，每个分子的运动轨迹都是无规则的杂乱折线。温度越高，分子运动就越激烈。在0℃时空气分子的平均速率约为400米/秒。”[400米/秒是超音速的]在这两个文献中，温度只有标准状态下的0℃。而在八大类装置中温度高达几千℃！平均速率必将远远超过400米/秒！平均每秒碰撞的次数也将远远超过1010次/s的数量级！可见，在这个微观世界中数量极其巨大的气体分子的热运动是极其剧烈的！

这一同时出现的分子的“平均速率最高、密度差最大与分子运动中的平均自由程最小”的极为尖锐的矛盾极大地降低了气体源产生的分子向单一方向扩散的速度！同上“关于气体内的迁移现象”中说：“由于极为频繁的碰撞，分子速度的大小和方向时刻都在改变,气体分子沿一定方向迁移的速度就相当慢，所以气体扩散的速度比气体分子运动的速度要慢得多。”扩散速度远远低于分子自身的速度！许多文献中,都出现了常温下气体从一个瓶子扩散到另一个瓶子中要几分钟的视频。

§1.4.8径向运动对于轴向分子运动极大的拦截作用

据分子物理学和分子运动论：分子间的碰撞和分子与容器内壁间的碰撞都是完全弹性碰撞。分子碰撞容器内壁后反弹、并且向相反方向以同样速率运动。这一碰撞过程中的动量、能量、速度都守恒。那么，分子就会以几乎不变的速率在容器内壁来来回回地反复碰撞。

如此频繁并且高速的径向反复来回运动极大地阻止了分子总体向所需的X轴正方向的扩散。如象密集阵机关炮一样：虽然每个炮弹是单独的，但连续高速发射炮弹时，就会形成一层“弹幕”，拦截飞来的导弹等。

假定有一个速度为V，直径为d的纯径向运动分子在一个长管子内壁中沿径向来回运动碰撞管壁。那么，1秒内，这分子将在空间划过一个宽d、长V面积为Vd的拦截面积。在1秒内，凡是在这个面积带即轨迹上的任何一个向X轴正方向运动的分子都可能受到它的碰撞而被拦截。由于分子在长管内壁中沿径向来回反复碰撞管壁，这拦截面积是折叠的。假定管子内径D。那么，一个气体分子每秒将在管中沿径向来回运动V/D次。随时拦截这一扫描过程中碰到的任何一个沿X轴正向扩散的分子；使它偏离原来的方向，不再沿X轴正方向扩散了。

根据麦克斯韦速率气体分子速率分布函数可知：分子的平均速率

为(A)式：

k为玻尔兹曼常数，m为分子质量；R为普适气体常数=8.31(J/K.mol)，T为绝对温度(K)；M为1mol分子的质量，即摩尔质量。由于八大类装置中的主要燃料烃燃烧的主要产物是H2O和CO2。就研究两种分子的速率：

H2O的摩尔质量M=2×1+16=18g/mol。据关于固体火箭的文献可知其“燃烧室须承受2500～3500度”，那么就假定气体温度平均为T=3000℃=3273K。代入式(7)后有：

由于各类分子的直径d一般都在10-10m的量级。那么，在此温度下，一个H2O分子1秒内就能形成一个面积约为Vd=1962×10-10≈1.96×10-7(m2/s)的每秒拦截面积。

1mol的H2O中有6.02×1023个分子，其中有2/3的分子是沿径向运动的。那么，1mol的H2O分子中就有：6.02×1023×(2/3)≈4.0×1023个分子。于是1mol的H2O分子在1秒内就能形成4.0×1023×Vd=4.0×1023×1.96×10-7(m2/s)≈7.8×1016(m2/s)=7.8×1010(km2/s)惊人的每秒拦截面积！

CO2的摩尔质量M=12+2×16=44g/mol。同样假定气体温度T2=3000℃=3273K。代入(7)式后有：

CO2分子的直径d也在10-10m。那么，在此温度下，一个CO2分子1秒内能形成一个面积约为Vd=1255×10-10=1.255×10-8(m2/s)的每秒拦截面积。1mol的CO2分子，在1秒内能形成4.0×1023Vd=4.0×1023×1.255×10-8(m2//s)≈5.0×1016(m2/s)=5.0×1010(km2/s)惊人的每秒拦截面积！

如此天文数字般的拦截面积对于沿着X轴正方向扩散的分子的拦截作用极其巨大！正因为如此，造成了上面多个文献早就证明的气体分子整体向X轴正向扩散的速率远远低于分子自身的运动速率！

同上《关于气体内的迁移现象》中说：“由于极为频繁的碰撞，分子速度的大小和方向时刻都在改变，气体分子沿一定方向迁移的速度就相当慢，所以气体扩散的速度远比气体分子运动的速度慢得多！”

总之，由于气体分子密度的不均匀而产生了“扩散”。但“同时出现”的气体分子的“平均速率最高”和“平均自由程最小”的极为尖锐的矛盾极大地降低了来自于气体“源”的分子向着所需的“单一”方向扩散的速度！

综上所述：气体分子的径向运动产生了三个极大危害，因此，抑制气体分子径向运动是极为重要甚至是首要和最根本的任务之一！一旦径向运动被抑制后，气体定向扩散的速度必将大幅度地提高！

为了进一步引经据典、铁证如山地证明本发明原理的正确性，根据孔夫子“温故而知新”的教导，在介绍本发明解决上述这些世界性难题的原理之前，有必要重温与本发明有关的所有的基础理论和知识。

第二章：解决问题严谨的基础理论和科学根据

§2.1关于质点与刚体的科学定义

必须明确质点与刚体的基本概念和区别。《基础物理手册》（苏和、王文亮编著.书号7089•195）P80~82说：“当物体的形状和大小与所研究的问题无关，就可以把物体看作质点。…在某些问题中，物体形状和大小的变化又很小，可以忽略不计，这样引入‘刚体’这一‘理想模型’…只研究平动和转动，任何复杂的运动都可以认为是由平动和转动合成的。…这样刚体的平动就可以用质点运动规律来处理，只要这个质点具有与刚体相等的质量，而它所受到的力就是刚体所受外力的矢量和。如果刚体运动时，其上各点都绕同一直线做圆周运动，这种运动叫做转动，直线叫做转轴，…描述刚体转动也要先选取一个参照系，然后在所选定的参照系上选取一个固定的坐标系。…在转动中引进角位移、角速度和角加速度。”

§2.2关于到底是将分子视为刚体还是质点的问题

§2.2.1刚体和质点的概念与对象的大小有关吗？

“https://baike.so.com/doc/6385618-6599271.html三体问题-天体力学中的基本力学模型”说“太阳系中太阳、地球

和月球的运动。在浩瀚的宇宙中，星球的大小可以忽略不记，所以我们可以把它们看成质点…。”如此大的天体为何被视如质点来研究？不禁要问：将对象视为刚体还是质点是否与对象的大小或者直径有关呢？

原子中有多个电子电子围绕原子核旋转。那么，到底是将电子看成质点还是看成刚体呢？《无机及分析化学》（书号：13012.0136）P10明确地说“电子除了有…轨道运动外，还有一个自身的轴转运动，叫做电子的自旋”。

同上《原子物理学》P62说“…磁矩不仅由电子的轨道运动，也还由于电子的自旋…”。必须强调：只有刚体才有自旋运动。而质点是没有自旋的。

分子和原子的直径约为10-10m，原子核的直径约10-15m；相差十万倍！电子的直径虽然还没有定论，但围绕原子核旋转的电子的直径肯定比原子核的小得多。那么，再来看看分子和原子到底被视为刚体还是质点呢？

同上《分子物理学与热力学》”P21中首先提出“理想气体的微观模型：☆将分子看作为质点；☆分子间相互作用力除碰撞外可忽略不计；☆将分子看作是完全弹性小球。理想气体分子系统是自由的、无规则运动的弹性球分子的集合。”但是后面研究分子运动的自由度时，同样这个文献又将分子看成刚体，而提出了不同模型：其P34~37中就说：“1.刚体的自由度：刚体有6个自由度；3个平动自由度(x，y，z)；3个转动自由度。”

紧接着就说“气体分子的自由度【注意只有刚体才有自由度】{常温下可以不考虑分子的振动}【表格一】

《理学类分子物理学基础》”P6“理想气体微观模型：1.分子可视为质点；线度d~10-10m，间距r~10-9；2.除碰撞瞬间，分子间无相互作用力。3.弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；4.分子运动遵从经典力学规律。”

但这文献的P13~16《第二节能量按自由度均分原理》中，又图文并茂地证明了“单原子分子有向三个方向平动的动能”。“刚性双原子分子不但有向三个方向平动的动能，而且还有平均转动动能”。而“非刚性双原子分子”除了这两种能量外，还增加了一个“平均振动能量”。进而在P16出现与上一个文献中【表格一】完全相同的表格，开列了单原子分子、双原子分子和多原子分子的所有运动自由度。它们都同时将分子视为质点和刚体。

《原子物理学》P257“⑶分子的转动和转动能级：这是分子的整体转动。”若不是刚体，分子如何会有整体转动？P280说：“一个分子若有n个原子，就共有3n个自由度。…分子作为整体有三个平移自由度，三个转动自由度…。”[截图]这几处都白纸黑字千真万确地将分子作为刚体并且具有转动，而绝非什么质点！

同样是分子，为何各文献时而将分子视为质点、时而又将分子视为刚体？并同时具有平动和转动呢？难道这些文献自相矛盾？其实，这正是一种正确的科学研究方法：当研究分子整体运动时，就将分子视为质点。但要研究分子自身运动如转动时，就不能将它们视为质点而要视为刚体了。总之，必须将分子同时看成质点与刚体来全面研究！这才是一分为二、对立统一、辩证、科学的正确认识。

对于比分子小几十万倍的电子可视为质点；只研究这质点绕原子核的轨道运动。但研究电子本身的自旋时，就必须将它视为刚体，否则如何会有“电子的自旋”呢？这也是同时将电子视为质点和刚体的例子。

§2.2.2一个对象可以同时被视成刚体和质点

总之，研究天体或分子或电子整体运动时，研究对象即物体的形状和大小与所研究的问题无关，就将它们看作质点，而研究其整体运动。但研究天体、分子或电子自身的运动例如自转或自旋时，就必须将它们看成刚体来研究了。否则如何会有地球的自转？如何会有自转导致的昼夜变化呢？又如何会有电子的自旋呢？

综上所述：一个物体是否被视为刚体或质点，不是看它的大小或体积，而是看研究的具体需要。对于同样的物体会“同时“出现质点和刚体这两种模型！！因此，必须将分子、电子甚至天体同时看成质点与刚体来全面研究！这才是科学的、对立统一的、辩证的研究方法！

§2.3关于“分子的质心”

分子有质量中心，简称质心：同上《原子物理学》P257说：“双原子分子的转动是转动轴通过质心…。”。同上《基础物理手册》P28~29：“…重力的合力就是物体的重量。合力的作用点，就称为该物体的重心。知道了重心以后，就可以不管物体的形状，把整个物体的重量当作是集中在重心一点上来处理。”注意：既然“整个物体的重量当作是集中在重心一点上”，那么，重心与整个物体的重量值就绝对不会有一丝一毫差别！否则就违反质量守恒定律！违反科学和事实！而且，分子的质心只能是“一个”点而绝对不可是两个点、更不可是多个点！！

§2.4关于分子的电荷重心

分子中还有电荷重心：“http://wenda.so.com/q/1394218817060796？src=150什么是电荷重心？对一组电荷来说，它总的电效果，总可以用一个另外的带电体产生的效果来代替。就把这个物体所在的点称做该组电荷的电荷重心。对于两个带电相等的带电体来说，他的电荷重心就是他们的中点。对带电不均等的带电体来说，电荷重心的找法，和找质量不均匀的物体的重心是一样的。”同上《无机及分析化学》P46说“在整个分子中正电荷重心与负电荷重心…”这种“电荷重心”的概念[截图]。注意：对于任何带电体，电荷重心上的电荷量的大小与带电体的电荷总量根本不可能有一丝一毫的差别！！否则就违反了公认的“电荷守恒定律”！！

§2.5关于分子的极性

虽然分子对外表现电中性。但《什么是电荷重心？》说“如果所有的带正电原子的电荷重心与所有的带负电的原子的电荷重心是重合的，那么这样的分子叫非极性分子；如果不重合，就叫极性分子。”

《无机及分析化学》P46~47：“整个分子中正电荷重心与负电荷重心重合，这种分子叫非极性分子。…由两个不同原子形成的分子，如HCl…在分子中形成正负两极，这种分子称为极性分子。”[截图]

P49则说：分子极性大小常用偶极矩μ定量表示：μ=qd（μ为电荷q和正负偶极间距d的乘积）。表2-5中定量地列举了分子的极性：其中水分子H2O的极性最强，为1.85D；而CO也有0.12D。

必须强调：分子内部的电荷分布有两种：即是极性和非极性！两者绝不允许混淆！！

§2.6极性分子与离子的区别

“https://wenda.so.com/q/1467001694723386原子，离子，元素，分子，有什么区别？”说“…带电荷的原子叫做离子，带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。

《无机及分析化学》P61图片展示了离子与极性分子的区别：离子对外不是显示正电就是负电。而极性分子是其内部的正负电荷重心之间不重合，对外显示出极性分子的特性。这是两者间最大差别！

§2.7极性与非极性分子间的作用

燃烧产物中同时存在极性和非极性分子。《无机及分析化学》P51~53说，分子间力的产生是分子极化的结果，分子在外电场作用下发生的结构变化为极化。极性分子是一个偶极子，在电场中它的阴、阳极就会分别指向电场的阳、阴极[如图2-13]。此现象为极性分子定向极化；其程度取决于电场强度和分子极性的大小。…非极性分子在电场中的变形极化。这种在外电场诱导下产生的偶极为诱导偶极；当外电场消失时它也消失。

极性分子在电场中除定向极化外，也会发生变形而使其偶极的极性增大，所以极性分子的极化是定向极化与变形极化的和。不仅外加电场…，极性分子和离子本身就是电场，也能产生这些极化作用。所以分子和分子之间，分子和离子之间及离子和离子之间，都会互相发生极化作用。

当极性分子彼此充分接近时，异极相吸，同极相斥，从而发生定向极化作用，所产生的吸引力为定向力。在定向极化的同时，也发生变形极化，使原来的偶极增加并增加了分子间引力。

当极性分子或离子和非极性分子充分接近时，极性分子和离子使非极性分子产生诱导偶极，并进而产生了吸引力即诱导力。…每一个非极性分子中电子转动和原子核振动经常可使电子云和原子核之间发生瞬间的相对位移，并产生瞬间偶极，这些瞬间偶极会使相邻分子的瞬间偶极产生定向极化，于是在异极之间产生了吸引力，为弥散力。…分子间的弥散力始终在起作用。瞬间偶极不一定只存在于非极性分子中，就是极性分子间，也有瞬间偶极的作用力存在。…分子间力由上述三种即定向力，诱导力和弥散力组成：⑴它是存在于分子间的一种吸引力；⑵作用能量一般每摩几个千焦，比化学键能小1~2个数量级；⑶分子间力没有方向性和饱和性的；…⑸上述三种力中，弥散力是主要的，其大小与分子的变形有关，诱导力次要，定向力只是在较大的极性分子间才占一定的比例。”…以上这些就是极性与非极性分子之间互相作用的严谨、公认的科学定义。

§2.8上述燃料燃烧后的产物及其极性

八大类装置中占比最多的几类装置的燃料：汽油、煤油、柴油的化学成份：

“http://wenku.baidu.com/link？url=HV-hdegZ2_vTaEHD3e1_g1Ksc1MvYNmEFTZVXBrJiRI-x59HzoyqwpzjjSYi92gczfc4OSJ8ZYC25c9dH-p8sbYPTajcU0Xlkesc2grIq0q第一章_石油物性和组成”P39表格显示：燃料汽油、煤油和柴油中H/C原子比从1.9~2.4。而天然气、液化石油气中H/C原子比更高。燃烧时一个C原子生成非极性的CO2分子或极性的CO分子的同时，必将有两个H原子生成两个极性的H2O分子。即产物中至少有两倍的极性H2O分子和CO分子。而以液H作燃料的燃烧产物更完全是极性的H2O分子了。可见，八大类装置中绝大部分燃料燃烧后的产物中极性分子至少为非极性分子的两倍！

此外，八大类装置中的枪炮、和固体火箭的燃烧产物中也有高比例的极性H2O和CO分子：

https://baike.baidu.com/item/%E7%81%AB%E6%A3%89/2660439火棉“一种白色的纤维状物质…可以用作枪弹、炮弹的发射药或者固体火箭推进剂的成分。硝化纤维的爆炸反应方程式为：

2(C6H7O11N3)n→3nN2↑+7nH2O↑+3nCO2↑+9nCO↑”注意：2个硝化纤维分子分解出7个极性水分子，9个极性CO分子和3个非极性N2分子和3个CO2分子。极性分子比例远高于非极性分子。

https://baike.baidu.com/item/%E7%A1%9D%E5%8C%96%E7%94%98%E6%B2%B9%E7%81%AB%E8%8D%AF/23131027 硝化甘油 “硝化甘油火药，……主要用作各种较大口径火炮和火箭炮的发射药。”

https://wenda.so.com/q/1535151528212208？src=180&q=%E7%A1%9D%E5%8C%96%E7%94%98%E6%B2%B9%28C3H5N3O9%29%E5%88%86%E8%A7%A3%E6%97%B6%E4%BA%A7%E7%89%A9硝化甘油(C3H5N3O9)分解时产物为N2、CO2、O2和液态水，它的分解反应的化学方程式是:

4C3H5N3O9△.6N2+12CO2+O2+10H2O4C3H5N3O9△.6N2+12CO2+O2+10H2O。注意：4个硝化甘油分子分解出10个极性水分子，12个非极性的CO2分子、6个非极性的N2分子、1个非极性的O2分子。

综上所述：八大类装置燃料燃烧的产物中主要的极性分子有：H2O、CO等。其中绝大多数产物中极性分子几乎为非极性分子的两倍！那么，非极性分子必将被其周围约两倍的极性分子和/或离子（同上《无机及分析化学》说）的诱导力，以及非极性分子自身的（如同上《无机及分析化学》中说的）弥散力所极化。而一旦被极化，它们在本发明的磁场中运动时受到的洛仑兹力及其表现就与极性分子的相似了。

同上《无机及分析化学》所说“当极性分子或离子和非极性分子充分接近的时候，极性分子和离子使非极性分子产生诱导偶极，并进而产生了吸引力，这就是诱导力。”具体来说，在八大类装置的气体源及其附近，分子密度最大，极性与非极性分子的距离最小而且“充分接近”，产生的诱导力必将造成非极性分子的极化。

在本发明中，如果需要，可以在磁场中加一个垂直于磁场的电场。”那么，非极性分子必将在这在电场中产生上述的变形极化，形成诱导偶极。而极性分子更是因为这电场的作用增强了其极性。这两者都能使极性和非极性分子的正负偶极间的距离d和偶极矩μ增大，从而加强磁场对于它们的各种径向运动抑制的效应。

总之，八大类装置燃烧的产物中有多种分子。虽然分子整体上是电中性的，但是其内部的电荷分布却有极性与非极性两种，而非一种！一是由于极性分子往往达非极性分子的两倍！二是有弥散力作用，三是极性与非极性分子的距离极小而导致后者极化。四是本发明中可能增加的一个垂直于磁场的电场。这四个因素必将使绝大多数分子都变成极性分子，并在磁场中，实现[下述的]抑制径向、解放轴向的效果。

§2.9能量守恒与转换的基本科学定义

《基础物理手册》P64强调“当物质的运动形式发生转变时，能量形式同时发生传递。这种传递过程就是所谓的作功或者传递热量”。P68更强调“能量既不能消失，也不能创生，但各种能量可以互相转换。…对于一个与外界没有能量交换的系统（称为封闭系统），不论发生任何变化过程，各种形式的能量都可以互相转换，但能量的总和是守恒的，为一恒量。”

可见“各种能量可以互相转换”。根本没有也不可能限制各种能量之间转换的“形式”。分子的平动与转动都有各自的动能。既然没有限制能量转化的形式，那么，分子中“平动动能与转动动能、甚至振动动能之间都完全可能互相转化”。如果否定这些“转化”，就是限制能量转化的“形式”，而这种限制明显违反了能量守恒定律！

§2.10外力作功的科学定义

同上《基础物理手册》P62有外力作功的科学定义[截图]：外力作功用矢量标积表示为：

作功与外力和在外力方面上的位移夹角的余弦成正比。由于cos在0°时为最大值为1，而90°时为最小值为0。当外力和位移夹角平行并且方向相同时，显然作功最大。而方向相反时，作负功。唯有两者垂直时，外力才不作功。

§2.11关于洛仑兹力的定义

《电磁学》(北京大学赵凯华陈熙谋，书号13012·0127)上册P324~325：实验证明，运动带电粒子在磁场中受力F的大小与粒子的电荷q，它的速度v，磁感应强度B有如下关系：

F方向与v和B构成的平面垂直。带电粒子受力F的方向与电荷的正负有关。图示的是正电荷受力方向。若负电荷，则受力与此方向相反。

§2.12关于洛仑兹力是否作功的问题

《电磁学》这段还说：由于洛仑兹力方向总与带电粒子的速度方向垂直，洛仑兹力永远不对粒子作功。它只改变粒子运动的方向，而不改变它的速率和动能。只要速度大小不变，无论其方向是否变化，物体的动能都不改变！如上所说：当外力与物体的位移垂直时，就不作功。洛仑兹力永远不会对运动的带电粒子作功、永远不会对带电粒子输入能量，它们之间也永远不可能有能量交换。这是学术界公认的千真万确的真理！

§2.13关于洛仑兹力是否改变带电粒子运动方式的问题

同上《电磁学》上册P328~329“由于洛仑兹力永远垂直于粒子的速度,它只改变粒子运动的方向，但不改变其速率v，因此粒子在上述平面内作匀速圆周运动。这里维持粒子作圆周运动的向心力就是洛仑兹力”。

总之：由于洛仑兹力永远垂直于速度方向，从而不对它作功。洛仑兹力虽然不对带电粒子作功，但不作功不等于没有作用力!磁场对运动的带电粒子有千真万确的作用力[即上述的向心力]!这作用力必将改变带电粒子的运动状态！使这带电粒子由原来的直线运动变成圆周运动。不作功与运动状态及其改变是两个不同的概念！两者绝对不能也不允许混淆！

§2.14磁场中能量守恒与运动方式的转换

由于洛仑兹力永远不对运动带电粒子作功！那么，磁场中，带电粒子运动的总能量不变。而一旦这粒子运动方式改变，粒子原有的运动方式及其包含的能量就会转移。

《电磁学》上册P339~340：强磁场可以使带电粒子的横向输运(如扩散，热导)受到很大的限制。当一个带电粒子作圆周运动时，它等效于一个小线圈。即当带电粒子由较弱磁场区进入较强磁场区时(B增加),它的横向动能(1/2)mv2⊥也要按比例增加。由于洛仑兹力不作功,故总动能(1/2)mv2=(1/2)m(v2⊥+v2∥)不变。那么纵向动能(1/2)mv2//和纵向速度v//就减小。。

可见：由于洛仑兹力不作功，在磁场中带电粒子自身能量的内部转换造成某个方向动能和速度的改变必将导致另一个方向上动能和速度的相应改变（如上所说纵向动能和纵向速度就减小）！千真万确地证明了带电粒子在磁场中，因能量守恒导致横向和纵向两个方向动能的此消彼涨或彼消此涨。

§2.15关于运动独立或叠加的定义

《基础物理手册》P36“任何一个方向的运动，都不会因为任何另外一个方向的运动是否存在而受到影响。一个运动可以看成几个各自独立进行的运动叠加而成。”

假定有个物体在桌上沿水平方向匀速直线运动，它运动到桌边时，将受重力作用而新增一个自由落体运动。但据运动独立或叠加原理可知，这同时存在的两种运动之间，完全不会互相干扰，它们互相独立！显然：水平方向的运动方程仍为：s=vt ，而垂直方向为自由落体，其方程为：

。这复合运动可用参数方程表示：

可见：物体水平方向运动绝不会受垂直方向自由落体影响！水平方向速度v不会因垂直方向有自由落体运动而有任何变化！水平方向位移s仍由公式中第一项决定。同样，垂直方向自由落体也绝不会受水平方向原有运动而有任何变化！物体仍在重力作用下，以不变的重力加速度g并由式中第二项决定的方式向下自由落体运动。将这两种运动结合，就是水平抛物运动了。显然，这例子可扩展到任何两种甚至多种运动合成：无论物体参加了几种形式的运动，每个运动都是独立的，完全没有互相干扰。

§2.16平行力的平衡条件

《基础物理手册》P28“一个物体在几个平行力作用下保持平衡，必须同时具备两个条件：①作用在物体上所有外力的合力等于零。②作用在物体上的各个力，对于任何一个指定的转轴来说，其力矩的代数和等于零”。

§2.17关于力偶的定义

同上P28“大小相等、方向相反、但不在同一直线上的两个力。力偶能使物体转动或改变其转动状态。”

§2.18关于力矩的定义

同上P28“力和力臂的乘积为力矩，…力矩能使物体获得角加速度。”

§2.19关于力矩的正负方向

同上P28说“正力矩（所有顺时针方向转动的力矩）…负力矩（所有逆时针方向转动的力矩）”。

§2.20关于转动惯量的定义

同上《基础物理手册》P84：“物体转动时惯性的量度,转动惯量越大，转动状态越不容易改变。”。

§2.21关于角速度的定义

同上《基础物理手册》P42有角速度定义式[截图]：

§2.22关于转动动能的定义

同上《基础物理手册》P88“刚体的转动动能等于刚体的转动惯量与角速度平方乘积的一半”：

§2.23关于扭摆的定义

“https://wenku.baidu.com/view/a299e49a5acfa1c7ab00ccb8.html 扭摆法测定物体转动惯量”中说“…方程(3)表明扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。”

§2.24关于力矩作功的定义

同上P28说“刚体在外力矩的作用下绕定轴转动而发生角位移时，力矩对刚体也作了功。”

§2.25关于力矩作功的结果

同上《基础物理手册》P89说“力矩对刚体作的功等于刚体转动动能的增量。”

第三章：本发明的技术方案及其效果简介

§3.1本发明的技术方案

如第二章所总结的：抑制分子的径向运动是一个极为重要甚至是首要和最根本的任务之一！为了达到这一目的，本发明提出在气体扩散的通道中设置一个轴向磁场的方案。

下面对本发明的原理作一个简介，若要知晓这发明的全部内容，可以与我用电邮联系后发送给贵方。也可以在国家知识产权局网站http://www.cnipa.gov.cn/进入“专利检索”栏目，输入申请号201510169199.5后查到。

§3.1.1一群“平动”的分子在磁场中的表现

下面介绍在气体扩散的通道中设置一个轴向磁场的作用：参见示意图1：图中1为气体源。椭圆形2代表这气体源中不断产生的气体。3为引导这些气体向前扩散的通道或管道。3可以代表诸如枪炮中的枪管或炮管；火箭发动机、喷气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机中的进气道、燃烧室和喷管，或内燃机中的气缸等。

图中沿着3的长轴方向是X轴，垂直于X轴的为Z轴，黑点与其旁边的字母Y代表与X轴及Z轴垂直并从纸面向外的Y轴。在管子3当中有一个磁场，图中带箭头的各条细线代表这个磁场沿X轴正方向的磁感应线。

在区域1中有极多因为燃料燃烧或发射药爆发和/或吸入的气体分子。那么在1、2区域中，气体分子的密度n最大。而据本文“§1.4.6”中的菲克定律可知：气体分子必将向着密度最小的箭头所指的X轴的正方向扩散。

图2是沿着图1中X轴方向看去的视图。如上[“§2.2关于到底是将分子视为刚体还是质点的问题”]所述，当需要研究分子自身的运动时，就必须将它们看成刚体。图中椭圆形4为一个极性分子[参见“§2.5~§2.7中关于极性分子的一系列概念]。分子4中央的黑点为分子4的质量中心（简称“质心”，参见“§2.3关于分子的质心”）。分子中往往有多个原子，原子中有多个带正电的原子核，和带负电的电子。根据电荷重心[参见“§2.4关于分子的电荷重心”，和“§2.4”中说“重心是指物体各部分所受的重力的总的效果可以等效于一个点。对一组电荷来说，它总的电效果，总可以用一个另外的带电体产生的效果来代替。我们把这个物体所在的点称做该组电荷的电荷重心。”]的原理，对于分子中所有的正或负电荷，都可以用“一个另外的带电体产生的效果来代替”，这两个带电体就是分子中的正、负电荷重心。虽然极性分子内部的正、负电荷的绝对值相等，所以它对外不显电性（不象离子一样对外显电性，参见“§2.6极性分子与离子的区别”）。但是，极性分子内部的正负电荷重心却不重合！那么，在研究这个极性分子在磁场中的运动时，就只需要研究这两个正、负电荷重心的运动及其表现就行了。不需要甚至也不允许再研究所有其它的正负电荷了；否则就是错误的重复计算电荷总量了，这也就违反了电荷守恒定律了！于是，图2中就用“+”、“-”标记分别代表分子4中的正、负电荷重心。

如上§2.5所述：“分子极性大小常用偶极矩来定量表示，…偶极矩μ定作偶极子电荷q和正负偶极间距d的乘积，即μ=qd ”。分子4中正负偶极间距d与Y轴的夹角为α。图中众多的“×”代表垂直于纸面并指向纸面内的磁感应线箭头的尾部。Y轴负方向的箭头及其旁边的黑体字母“ V ”代表整个分子4平动的速度矢量。

先举一个直观的例子：假设在图2所示的磁场中，有一个带正电+q质量为m的粒子以速度V进入磁场中。那么，它将受到洛仑兹力的作用而向下作圆周运动。同样假设有一个带负电-q（+q与-q的绝对值相等）质量也为m（两个m相等）的粒子以同样速度V进入磁场中，那它也将受到洛仑兹力作用而向上作圆周运动。

再假设将这两个正负带电粒子用一根杆子连接，它们就象一只哑铃：其两头是正负电荷重心，中间是杆子。当这哑铃进入磁场中后，正负电荷重心必将同时受到洛仑兹力的作用而各自同时企图向下和向上作圆周运动。但由于这杆子的拉力约束，正负电荷重心都不可能同时向下或者向上运动了。进一步想象这哑铃就是这极性分子。

当分子4在磁场中向Y轴负方向平动时，其中的正、负电荷重心“+”、“-”[如上所述，此时只要研究这两个重心及其运动即可]将同时受到磁场中洛仑兹力[参见“§2.11关于洛仑兹力的定义”]的作用。这个洛仑兹力为：

式(6)中F为洛仑兹力，再次强调：对于任何带电体，电荷重心上的电荷量与带电体的总电量完全相等！那么，式(6)中的q即为整个分子中（正或负）电荷的总电量。V代表整个分子和其中正、负电荷q向前运动的初速度；显然，这三个初速度相等！B为磁感应强度，B对于正负电荷也相等。根据式(6)可知：由于这三个量都相等，那么，正、负电荷重心“+”、“-”受到的主洛仑兹力F+和F-的大小相等、互相平行。

但是，据“§2.11关于洛仑兹力的定义”可知，正、负电荷重心上的主洛仑兹力的方向相反。而且，由于极性分子中正、负电荷的重心不重合。那么，这两个主洛仑兹力就作用在不同的直线上。

一、由于正负电荷上的主洛仑兹力大小相等、平行并且方向相反，这符合“§2.16关于平行力的平衡条件”中的“①作用在物体上所有外力的合力等于零”的第一个条件；于是分子就平衡了。那么，作用在正负电荷上的这一对主洛仑兹力就根本不可能改变分子4平动速度V的方向。即整个分子包括其中的正负电荷速度矢量的方向都不变！即整个分子包括其中的正负电荷必将以不变的初速度方向而继续向前运动！

由于初始V和B的方向不变，那么，与初始V和B的方向密切相关的F的方向也不变。于是，分子中正负电荷重心必将在跟随整个分子方向不变而向前运动中始终受到一对方向不变的主洛仑兹力F的作用！。

二、虽然正负电荷重心受到的主洛仑兹力的方向相反；但整体的分子根本不可能同时既向下又向上运动！

三、由于分子4中正负电荷的重心不重合，那么，正负电荷重心受到的一对平行的主洛仑兹力不在同一直线上。这符合“大小相等、方向相反、但不在同一直线上的两个力”的力偶条件，于是两个力就形成了一个力偶。那么，在这个负力偶[“§2.19关于力矩的正负方向”中有力矩和力偶正负方向的定义]的作用下，分子4将围绕其质心开始逆时针转动。必须再次强调：这个力偶虽然能使分子围绕其质心转动，却根本不可能使整个分子包括其中的正负电荷的初速度方向有任何的改变和/或任何的偏离！

总之，对于一开始只有平动的极性分子来说，一旦它进入磁场，它必将在一对主洛仑兹力形成的力偶作用下新增一种转动。但转动根本不可能改变整个分子的运动方向。再次强调：这种转动是建立在整个分子和这分子中的正负电荷运动初速度矢量方向不变导致作用在正负电荷上的主洛仑兹力方向不变的基础之上的。

据“§2.15关于运动独立或叠加的定义”可知：分子4的平动和新增加的转动是互相独立并且互不干扰的。那么，分子4虽然有了转动这一新运动，它的平动初速度V的方向始终不变：它仍将沿着原来初速度V的方向平动。而由于初速度V的方向不变，那么，两个主洛仑兹力F+和F-必将始终保持平行于Z轴的方向不变。这样，分子4就出现了平动加转动[参见“§2.1关于质点与刚体的科学定义”中“刚体运动”的定义]的合运动。

在“§1.4.2关于压强与温度的本质即科学定义”中早已证明：分子的平均平动[参见“§2.1”中“平动”的定义]动能是导致宏观压强和温度的唯一因素。那么，下面再进一步研究极性分子在磁场中平动动能是否有变化？

如上所述：分子4一旦转动，就必然具有转动动能，据“§2.22关于转动动能的定义”可知，这转动动能为：

式(7)中，E为能量，I为分子4绕自己质心转动的转动惯量[参见“§2.20”]，ω为转动的角速度[参见“§2.21”]。

参见图2：在这负力偶作用下，分子4将逆时针转动。由于力偶的力臂=dcosα；[参见“§2.18关于力矩的定义”一旦分子4转动，正负电荷间的连线d与Y轴的夹角α、力臂、力偶矩就随α的余弦的变化而变化。假定开始α=0，力偶矩因cos0=1而取最大值qd；但此刻它还没开始转动，故此刻ω0=0。当转到α=π/2时，力偶矩因为cos(π/2)=0而为0；但此刻的ω却因α从0增到π/2的过程中力偶矩导致它不断转动并对它持续作功而使ω达最大值ωmax。虽然这一过程中的力偶矩是变量。根据“§2.24关于力矩作功的定义、§2.22关于转动动能的定义、§2.25关于力矩作功的结果”可知：这一过程中力偶矩对分子4作的功等于分子4转动动能的增量，即公式(8)：

一旦分子4转到了α=(π/2)时，它将因惯性继续逆时针转动而进入α>(π/2)的第二象限。假设转到了α=(π/2)的瞬时，磁场消失。那么，分子4必将因为没有外力矩或力偶作用而作匀速转动。但实际上磁场持续存在，分子4一旦进入第二象限的瞬时，力偶矩立即从0变成了反方向驱动分子4向顺时针方向转动的正力偶矩了。而且，在分子4因惯性继续转到第二甚至第三象限的过程中，cosα一直0。直到其顺时针转动的角速度ω从ωmax逐渐减到ω=0。在这ω从ωmax减小到ω=0的过程中，负力偶矩再次克服分子4在上次转动中获得的转动动能而对它作负功。当ω又=0时，它立即逆时针转动，并获得这个方向上的转动动能…如此反复循环。显然：α=π/2是个平衡点。一旦过了这点，力偶矩就≠0了。而力偶矩总是使分子4向这一平衡点转动。这一过程近似一个扭摆运动，它具有如“§2.23关于扭摆的定义”一段所述的角简谐振动的特性：角加速度与角位移成正比，且方向相反。

在上述转动过程中，力偶矩时而对分子4作正功（参见“§2.24关于力矩作功的定义”）；使分子4转动，并且使其转动角速度从0逐渐增大到ωmax。时而对分子4作负功，使其转动角速度从ωmax减小到0…。在这些过程中，必将需要输入转动动能或者克服旧转动动能作负功后再输入新的转动动能这一系列的能量转换过程。

由于洛仑兹力永远不对运动带电粒子作功[参见“§2.12关于洛仑兹力是否作功的问题”]，据“§2.9关于能量守恒与转换的基本科学定义”说“各种形式的能量都可以互相转换，但能量的总和是守恒的，为一恒量。”另据“§2.14磁场中的能量守恒与运动方式的转换”可知：外界洛仑兹力不输入能量，分子4转动又需要转动动能。那么，分子4的转动动能只能从“自己”其它形式的能量中转化、吸收、调拨、甚至夺取过来。具体来说，这能量只能来自于分子4的平动动能。而平动动能为：在这公式中，质量m不变，只有速度V是唯一的变量。那么，分子4的速率|V|必将因为部分平动动能转换成转动动能而下降了！

据洛仑兹力式(6)可知：只要平动速度V大于0，极性分子4就会受洛仑兹力F的作用。只要受F的作用，分子4中就会产生一个力偶。只要有这个力偶，就一定会使分子4作扭摆。只要有扭摆，就必然要消耗其平动动能…。这是一系列互为因果关系。显然，由于q和B都>0，那么，在这一系列平动动能转换为转动即扭摆动能的过程中，平动动能和平动速度不断衰减，只有当速率最后衰减到V=0时，分子4上的主洛仑兹力和力偶矩才都=0。此时，分子4的平动动能将全部消耗完毕，它就变成一个能量最低甚至静止的分子了。

再次归纳：将极性分子中所有正负电荷分别集中到各自的电荷重心上，发现这两个重心不重合。将两个正负电荷比喻成一只哑铃：当这哑铃在磁场中运动时，正负电荷重心必将同时受到一对洛仑兹力作用。由于这一对洛仑兹力大小相等，方向相反，互相平行，分子速度的方向就不会改变。但由于这一对洛仑兹力不在同一直线上，就形成一个力偶，它导致分子旋转和扭摆。由于洛仑兹力不输入能量，那么分子旋转和扭摆所需的转动动能必将导致其平动动能下降，直至降到最小值。

§3.1.2初始运动为转动的分子在磁场中的表现…§3.1.3、次洛仑兹力造成平动中的附加运动…§3.1.4、关于初始运动为振动的分子在磁场中的表现…§3.1.5、关于必要时增加一个电场的情况…§3.1.6、关于等离子体在磁场中的表现…

§3.1.3关于沿着X轴正方向运动的分子运动

据“§2.11关于洛仑兹力的定义”可知：由于sin0°=0。那么，一旦速度矢量V与磁感应线B的夹角为0°即沿着图中的X轴正方向运动时，洛仑兹力为零。那么，所有沿着X轴正向前进的分子都不受洛仑兹力的作用，并保持其不变的方向向前扩散。

两个凡是：凡是V与B的夹角≠0°的极性分子都会受洛仑兹力的作用，并新增一种其它形式的运动，从而消耗其自身的能量。凡是V与B的夹角=0°的极性分子都不会受洛仑兹力的作用，并保持其速度方向向前。

§3.2前所未有的温度与压强的各向异性

在本文“§1.4.3关于压强与温度的各向异性的可能性”中说，在平衡态时，气体分子向各个方向平动的几率从统计上来说完全相同；能量也按照自由度平均分配。但是，如果有外来因素导致气体分子沿着某些特定方向的平动速度下降甚至降为最小值，并且始终保持这最小值。那么，其结果就是——这种微观上的非平衡状态必将导致宏观上的压强和温度出现前所未有的方向性；或说出现各向异性。

具体来说：在气体向前流动的通道中加了磁场，所有沿径向平动的气体分子的能量都衰减成了最小值并且始终保持这最小值。那么，气体径向的宏观温度必将因为气体分子的平均平动动能取最小值而取最小值。而轴向气体分子的平均平动速度却并不降低，这就形成一种前所未有的气体宏观温度的各向异性！显然，与温度T成正比的压强P也必将出现相同的各向异性：即径向上气体的压强p必将降到最低值。而且与此同时，轴向上气体分子的平动速度不但不会降低还会大幅度地提高（关于轴向速度提高的问题，下面还有深入论证）。

由于宏观上轴向和径向的温度和压强的各向异性，就产生了“抑制径向的温度和压强而轴向的扩散非但不受抑制并且会被解放”的作用（以下将这作用简称为“抑制径向解放轴向”）。

上述的身管、喷管、气缸等都是一种约束物。但这些约束物却不得不承受被约束气体的高温高压。本发明的磁场也是对高温高压气体的约束。但这约束不是机械、有形的。而是磁（电）场、无形、高级和有方向性的。

由于上述气体在宏观上的径向温度和压强的极大地减弱，必将彻底改变对“约束”物体材料耐高温和强度等的要求。虽然本发明的方案中也需要诸如燃烧室、喷管、气缸、身管等“约束”材料，但此时，这些材料已经退居二线，而仅仅起着一种产生磁（电）场的辅助的骨架作用；而不是直接用于“约束”高温高压气体了。

§3.3分子的消极碰撞及其造成的拦截作用的消除

如本文“§1.4.7抑制分子径向运动是最重要最基本的关键”所述：“…分子极其频繁的碰撞，而且这些碰撞中的很大一部分都是消极碰撞。”没有磁场时，1mol气体分子的热运动造成1010(km2/s)天文数字般的每秒拦截面积，这对于沿X轴正方向扩散的分子的拦截作用极其巨大！

而在磁场中，这个径向平动的分子速度将很快衰减直至变成静止分子，那么，就只剩下这分子自身约为(π/4)d2=(π/4)×(10-10)2≈0.79×10-20(m2)的拦截面积了。或者说，只有当沿X轴正方向扩散的分子直接碰撞到它时，才会被它拦截，而不碰撞时，完全没有拦截作用！

如上所述：一个H2O分子的每秒拦截面积约为1.96×10-7(m2/s)。现有的仅仅是它的(0.79×10-20)/(1.96×10-7)≈4.0×10-14了。

而一个CO2分子的每秒拦截面积为1.255×10-8(m2/s)；而现有的仅是它(0.79×10-20)/(1.255×10-8)≈6.3×10-14了。如此小的拦截面积与过去的相比就是天壤之别！

从这计算可推广到极多的分子。在磁场作用下，径向运动的分子对于沿X轴正向扩散的分子的拦截作用必将减小到过去的微不足道的10-14的数量级！！那么，“抑制径向”的功效就极大地显现出现了！

§3.4“解放轴向”导致分子整体扩散速度的提升

当每秒拦截面积降到加入磁场后的微不足道的10-14的量级后，是否还存在如“§1.4.7抑制分子径向运动是最重要最基本的关键”中所述的分子的“平均速率最高和浓度或密度差最大与分子运动中的平均自由程最小”的极为尖锐的矛盾及其对气体源分子向单一方向扩散的拦截和阻碍呢？气体扩散速度能否极大地提高呢？

下面将证明：当“抑制径向”后，必将导致“解放分子的轴向运动”、出现一种全新的积极碰撞、形成与平均自由程和扩散路程的长短两者都无关甚至不依赖于浓度梯度的最为通畅，速度最高的分子群整体的轴向扩散。

§3.4.1关于倾斜运动分子的轨迹变化

由于加入磁场，宏观温度和压强有了各向异性，并且“大幅度地降低流体分子对垂直于流体宏观流动方向上的压强和温度”，而且径向运动分子对沿X轴运动分子的拦截面积减小到没有磁场前的微不足道的10-14量级等。

在上述各种有利条件下，极性的气体分子将如何运动呢？参见上图：有极性分子A，其初速度矢量V与X轴成一夹角β。V沿X、Y轴分成两个分速度VX和VY。据运动独立原理：VX不受磁场作用而保持其方向和大小不变。VY必将受磁场的抑制而很快衰减为0。由于VY减弱VX不变，那么，分子A的实际轨迹就是一段向着X轴逐渐弯曲的曲线，并最终与X轴平行了。而且，一旦A的速度矢量的方向再次有变化，必将出现沿Y轴分速度VY；但这VY必将再次受到磁场的抑制而急剧衰减到最小值；从而重新回到与X轴平行的方向。

可见，磁场不仅能将分子A轨迹很快地向X轴方向偏转，而且还能使其轨迹始终保持沿X轴运动。显然，A的表现是普遍的：任何初速度V与X轴不平行的极性分子在磁场中的表现都将与分子A的相同或相似。

如果两个极性分子沿X轴对心碰撞，那么，碰撞后，它们仍将沿X轴运动。但如果出现非对心碰撞，碰撞后造成某个甚至两个分子都有了径向的分运动。那么，它们必将如分子Ａ一样，立即受到磁场的抑制而回归纯粹的沿X轴线的运动了。可见，无论怎样碰撞，在磁场作用下，所有的极性分子最终都只能沿X轴运动。

综上所述：磁场不仅对极性分子有“抑制径向、解放轴向”的功效；而且还能使全体极性分子始终保持只有轴向而没有径向的运动。于是就将这功效简称为“保持轴向”！

据分子运动论：起初，全体极性气体分子中有1/3分子沿X轴运动。另外2/3原来沿径向运动但被磁场抑制后几乎静止的分子也很可能受到沿X轴运动的分子的碰撞而改变其运动方向。然而如上所述：如果两个极性分子沿X轴“对心”碰撞，那么，碰撞后，它们仍将沿X轴运动。如果出现了“非对心”碰撞，碰撞后造成某个甚至两个极性分子都有了径向上的分运动。但由于上述“保持轴向”功效的存在，那么，它们必然只能沿X轴运动了。因此，只需要研究各极性分子沿X轴的运动就行了。此外，虽然分子群体是沿X轴整个断面运动的。但显然，只需要研究清楚X轴上任意一根直线上的运动就能进一步扩展到整个断面了。

§3.4.2关于沿X轴运动的分子的互相碰撞及其结果

根据麦克斯韦速率分布函数可知：分子平动的速率从0一直扩展到∞。由于X轴上分子速率的这种巨大差异，它们必将沿X轴互相碰撞。此外，根据分子运动论的假设：气体分子之间的碰撞都是“完全弹性碰撞”。那么，在这种碰撞过程中，不仅动量守恒，而且能量也守恒。于是，据同上《基础物理手册》P70~71可知：若质量分别为m1和m2的分子，各自以初速度v1和v2运动。当它们碰撞后，有公式（13）：

式（13）中v1′和v2′分别代表m1和m2碰撞后的速度。式（13）中有个特殊情况：如果m1=m2，则有：v1′= v2；v2′= v1。即质量相同的两个分子碰撞后互相交换速度：慢速的分子变快；而快速的分子变慢。

还有一个特殊情况：若v2=0，即分子m2在碰撞前静止，那么，它们碰撞后有公式（14）：

研究式（14）后可知：

1、碰撞后m1速度v1′的方向取决于m1和m2的质量差：或正或负；v1′的大小由m1、m2和v1三者决定。而m2沿m1碰撞前的方向以速度v2′运动；v2′的大小由m1、m2和v1这三者决定。

2、在式(14)中再进一步假设m1=m2，代入后有式(14a)：v1′=0；v2′=v1。即碰撞后两者互相交换了速度。

3、若m2>>m1，则v1′≈ -v1；v2′≈0。即分子m1碰撞一个静止并且质量比它大得多的分子m2之后；m2几乎不动，而m1以速度等值反向-v1回去[想象一只乒乓球碰撞一只铅球]。但八大类装置中燃料燃烧产生的气体或蒸汽的分子中不可能有质量m2很大的分子。即使燃料中的烃类是碳链很长的高分子化合物，但燃烧后就变成分子量较低的诸如H2O、CO2、CO等分子了。此外，燃烧的产物和蒸汽中也不可能有金、银、铜、铁、铅等重金属原子组成的分子量m2相当大的分子。因此这种m2>>m1造成分子反弹回去的情况几乎不存在。

4、当m1≠m2，但它们质量的差值不大时，碰撞后各速度的绝对值相差也不大（下面将有具体证明与计算）。

§3.4.3碰撞情况一：多个质量相同并且一开始都静止的分子

假设有多个质量相同的分子：m1=m2=m3=m4=…=mL。它们沿X轴上同一根直线依次排列。各分子之间有一定各自的初始距离，这距离可大可小、可相同可不相同、甚至可能为0（由于气体源处不断产生新分子，各分子来不及扩散之前它们之间的距离就极小甚至可能为0）。假定m1i（i=1、2、3……）是气体源不断依次向X轴这同一根直线正向发出的一系列高能高速分子。根据麦克斯韦速率分布函数可知：这一系列高能高速分子的初速度v1i（i=1、2、3……）不尽相同：如m11的v11可能=或≠m12的v12；m12的v12可能=或≠m13的v13；…m1i-1的v1i-1可能=或≠m1i的v1i。另外，假设一开始除了m1i之外的其它所有分子都静止。

假定一开始，气体源发出第一个分子m11，m11有向X轴正方向运动的初速度v11。那么，m11必将向前运动并碰撞m2。由于v2=0，而且m1=m2，根据上面的结论2可知：v11′=0；v2′=v11。即碰撞后，m11静止，m2由静止变成了以速度v11向X轴正方向前进。下面，m2再向前碰撞m3。碰撞后，m2也静止，而m3以速度v11向X轴正方向前进。m3再向前碰撞m4…。这一系列的完全弹性碰撞，最终必将使分子m11的动量、能量和速度v11都传输到最远处的分子mL，并且都不会衰减了。那么，mL必将以与m11相同的动量、能量和初速度v11冲出枪口、炮口；或者冲出火箭、喷气发动机、燃气轮机、蒸汽轮机等的喷口而作功了。而当分子mL冲出上述各喷口之后，原先与mL相邻的下一个分子mL-1就变成了最远处的分子了。

图3是完全弹性碰撞的实验：有8个质量相同的小球排在一条直线上。当小球1升起后再自由下落，它的势能就转换成动能，使它有初速度v。于是，小球1就以初速度v碰撞小球2，小球2再碰撞小球3，…最后碰撞到小球8。由于这一系列都是完全弹性碰撞；那么在碰撞中，动量、动能甚至小球速度v都守恒。最终使小球8得到与小球1相同的初速度v和动能，从而升到与小球1相同的初始高度，即具有与小球1相同的初始势能了。特别要注意：这8个球之间的距离为0，但这丝毫不影响在这一系列碰撞过程中动量、能量的守恒和速度不变的传递过程。上述多个分子一系列碰撞导致传递动量、能量的守恒和速度不变的过程与这实验完全相同。

虽然只有一个最远处分子mL得到初始的高能分子m11的动量、能量和速度v11向前。但在这一系列碰撞与碰撞传递的过程中，所有的分子都先后依次经历了一系列向前的运动。虽然经一系列碰撞之后它们的速度都变成了0，但所有分子的“整体位置”都向前位移了一段距离。

m11虽然因为第一次碰撞后静止，但由于它最靠近气体源。那么，气体源第二次产生的高能高速分子m12必将以高速v12碰撞m11，使m11由静止变成以速度v12再次向前运动（当然，m12不会等最远处的分子mL冲出喷口后才从气体源处发射出来。实际上，这些高能高速分子是不断地、随机地从气体源处发射出来，并碰撞前面已静止的分子的）于是，m11必将第二次碰撞静止的m2，使它获得新速度v12；同时，m11又第二次变成了静止；而m12碰撞m11后也静止了。m2再以高速v12第二次碰撞静止的m3，使m3由静止变成以v12第二次向前运动……；如此一系列的碰撞必然会第二次将动量、能量和速度v12传递到最远处的分子mL-1了。

发出第二个高速分子m12之后，气体源产生的第三个高速分子m13必将以高速v13碰撞静止的m12，m12得到速度v13后再碰撞m11，m11得到速度v13后再第三次碰撞m2。m2再第三次以v13碰撞m3……；如此一系列的碰撞必然第三次将动量、能量和速度v13传递给最远处的分子mL-2 。

虽然v1i（i=1、2、3……）不尽相同。但是显然，气体源产生的绝大多数分子的速度都是最高的。而只要v1i大于0，它就必将碰撞已经静止的m1（i-1），而使其以新速度v1（i-1）重新向前运动了。

这一系列的第一、二、三、…、N次碰撞不仅使最远处不断产生向前运动的高能量、高动量和高速分子mL、mL-1、mL-2、mL-3…。同时也使X轴这直线上的所有分子都第二、三、…、N次整体向前位移了一段距离…。这一过程不断重复，于是气体源产生的分子必将源源不断地推动所有的分子依次向前，并且源源不断地将最远处的分子推出，以虽然不尽相同但往往都是最高速v1i（i=1、2、3……）冲出枪口、炮口、或者各类喷口了。

必须强调指出：上述一系列碰撞及其将气体源处的高动量、高能量和高速度传递到最远处的分子的过程，与传递中分子运动的路程无关！即传递过程中的高动量、高能量和高速度完全不会随着传递路程的长度而衰减！

如上所述：分子中有一些麦克斯韦速率分布函数中本来速率=或≈0的分子；另外还有占总数2/3、原来速度大于0，但是向着径向平动、转动和振动，却都被磁场抑制后几乎静止的极性分子。可见，关于“除了m1i之外的其它分子一开始都静止”的假设不但是客观的，而且还有很广泛的实际意义。它还表明：这些原来沿径向运动、产生消极碰撞、后在磁场作用下变成静止的分子，必将在众多的m1i（i=1、2、3……）高能分子碰撞下变成积极碰撞并向前运动的分子，最终必将以气体源处最高速v1i依次源源不断地冲出喷口了。……

下面还有许多更复杂的碰撞，由于篇幅的原因，这里就省略了。如有需要和/或兴趣，可以单独讨论…。

综上所述：在绝大多数情况下，m2都将向X轴正向以v’2前进。并将其动量、动能和速度完全传给m3…。这一传递持续不断，最终必将使最远处分子得到m1的动量和动能，向喷口以可能的最高速v1i（i=1、2、3…）喷出。而m1碰撞m2之后减速、静止、甚至反向运动，和/或m1和m2都反向运动的情况非常罕见。一旦出现这种情况，m1等靠近气体源的分子必将受到气体源处源源不断新出现的高速分子碰撞，重新向X轴正向运动。

§3.5上述所有碰撞情况的总结

一、浓度梯度与平均自由程之间矛盾的解决：如上所述：气体源附近同时出现分子“平均速率最高、浓度梯度最大与分子运动的平均自由程

最小”间极为尖锐的矛盾极大地降低了气体源处的分子向单一方向扩散的速度！而这矛盾主要是分子径向运动导致消极碰撞的结果。一旦有磁场，分子径向运动及其造成的消极碰撞的消失和拦截面积减少到原来的10-14的量级；再加上磁场保持轴向的效应。那么，所有极性分子都只能沿轴向运动并且只能互相完全弹性碰撞即积极碰撞了。而且，这种积极碰撞与分子间的距离即分子的平均自由程

无关，也不存在平均自由程最小而阻止分子群体沿X轴扩散了。即使在气体源及其附近分子的浓度值最大，甚至当两个或者更多分子距离为0的极端条件下，它们都仍然能积极碰撞，并将动量、动能甚至是最初的高速沿X轴正向传输到最远处，而不会衰减了！这样就能从根本上彻底解决“在气体源附近分子密度n的最高造成平均自由程

最小，并造成分子极其频繁的碰撞，从而极大地降低分子群体的扩散速度”这极为尖锐的矛盾了！

二、动量、能量和速度的传输与距离或路程无关：由于是完全弹性碰撞，那么，对于同一种质量的分子来说，它们沿X轴正向运动的过程中，其动量、能量和速度都不会损耗。于是，这些分子从喷口出来的速度与喷管的长度和/或分子运动的路程就无关了。

三、浓度梯度的变化与扩散无关：在菲克定律所描述的普通扩散过程中，浓度梯度越大，扩散通量就越大。浓度梯度下降，扩散通量就随之下降。当浓度梯度降到0时，扩散就停止。但在本发明的扩散中根本不存在这一限制：由于气体源与其它地方有浓度梯度，那么在气体源及其附近，沿X轴单位长度上分布的分子数就比其它地方的多，单位时间内碰撞的次数也越多。反之，沿X轴单位长度上分布的分子数少，单位时间内碰撞的次数就少；仅此而已。但是单位时间内碰撞的次数完全不影响分子的积极碰撞、并且将其动量、动能甚至速度都不变地向前传递而不衰减的效果。即使浓度梯度下降甚至降到0（其实，在气体源及其附近，不断地有新的高能高速分子出现，也不断地维持该区域与其它区域的浓度梯度。因此，这浓度梯度几乎不可能等于0)，但只要一开始扩散，这一扩散过程就不会因为浓度梯度的下降甚至降到0而停止。或者说，分子之间一旦开始一系列的碰撞，这一系列碰撞的过程就与浓度梯度无关了。而且，传递的动量、动能甚至速度也不会因此而下降。可见，这正是一种全新的积极碰撞，这种碰撞与平均自由程（即使分子间的距离为0)、和传输距离无关，既不受菲克定律限制，也不依赖浓度梯度的、最为通畅和速度最高的分子群体的轴向扩散。

综上所述：“抑制径向、解放轴向”和“保持轴向”不但是可能的！而且也是本发明中最基本、最重要、也是解决上述九大类装置/装备中存在的重大问题的关键和精髓！

关于超音速飞行器的讨论：飞行器的表面通常会有气流流过。在这一过程中，也存在“粘性造成的摩擦力、紊流中的剪应力、附面层和激波中的摩擦力和热传导”等阻止飞行器高速运动的因素。这些负面因素必将被磁场抑制到最小值。…本发明的技术方案确实能抑制甚至消除超音速飞行中激波及其造成的阻力和发热。

第四章：多个实验早已证明了本发明原理的正确性

除了理论，我还要理直气壮宣布：早已有多所高校的实验都无一例外证明了“磁场对燃烧的火焰、气流的定向传输”有明显积极的促进作用！虽然这些实验并非本人做的,但高校实验显然更客观、更有说服力！

§4.1关于“磁场对瓦斯爆炸过程中火焰传播影响的实验研究”之一

http://www.doc88.com/p-4042295346073.html《磁场对瓦斯爆炸过程中火焰传播影响的实验研究》（李静安徽工业大学冶金与资源学院）中报导了“磁场对瓦斯爆炸过程中火焰传播规律的重要影响”的实验和对实验结果分析。图1瓦斯爆炸实验系统示意图

瓦斯爆炸是以甲烷为主的可燃性气体和空气组成的爆炸性混合气体在火源引发下发生的一种迅猛的氧化反应的结果。

1实验系统：该系统如图1所示，主要由6个部分组成：爆炸实验管道、磁场系统、动态数据采集分析系统、火焰速度测量系统、压力测量系统、爆炸点火装置等……。

2实验结果及其分析：实验中分别做了电流强度为1.0A、1.5A、2.3A等几种条件下磁场对瓦斯爆炸的影响。…在本实验中的磁感应强度B电流为1.0A、1.5A、2.3A时分别是B1=1.97×10-2T，B2=2.96×10-2T，B3=4.5×10-2T……。为了能够较好地模拟真实情况，实验分两种情况加以研究：⑴光管（未加磁场管道）和加入磁场后的管道点火端开口，另一端闭口；(2)光管和加入磁场后的管道两端闭口。分析和整理所用数据为多次试验的平均值。光管是无外加磁场时的爆炸管道，实验测点如图2所示，图中F、P分别代表火焰传感器、压力传感器，玻璃管表示磁场所在的位置

2.2磁场强度对火焰波的影响：图3可见磁场强度对瓦斯爆炸火焰传播速度有明显影响。光管的火焰速度…加电流1.0A时提高了4.5%；加电流1.5 A时…提高了63.14%；电流加到2.3 A时…提高了70.59%。从火焰速度峰值看，…加电流1.0 A、1.5 A、2.3 A时，火焰峰值速度…分别提高了2.88%、5.30%、7.98%。

通过上述分析可以得出，外加磁场对瓦斯爆炸火焰传播速度影响效果显著，在后端开口或闭口的工况下都起到加速的作用，而且随着磁场强度的增加对瓦斯爆炸火焰传播的影响程度也在增加。……

5结论：通过实验方法研究了不同磁场强度对瓦斯爆炸过程的影响情况，得到如下主要结论：

(1)磁场对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响很大，相比光滑管道，加入磁场时瓦斯爆炸的火焰传播速度、火焰速度峰值均有大幅提高。

(2)对于管道中端开口系统和闭口系统的瓦斯爆炸情况，磁场强度对两种系统的影响规律是一致的，影响程度比较接近。

(3)不同磁场强度对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响程度不同，磁场强度越大，对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响越强，火焰速度峰值越高。

§4.3关于“磁场对瓦斯爆炸及其传播的影响”实验之二

http://www.docin.com/p-1300787062.html

“外加磁场能增加瓦斯爆炸强度和火焰传播速度以及增大压力波超压峰值和火焰传播速度峰值，并且随着磁场强度的增大，磁场效应对瓦斯爆炸的作用增强。”

这文献中的实验系统的设置与上一篇文献中的几乎完全相同。只是“电流强度变成了五档。在各点先测定火焰传播的速度，再换成测量压力的传感器。”

实验结论是：“⑴外加磁场能增加瓦斯爆炸强度和火焰传播速度，⑵随着磁场强度的增加，磁场效应对瓦斯爆炸的作用增强。”

2理论分析说实验观察到的最普通的物质是CO2、H2O以及H、O、OH、CH3、CHO等大量自由基。…”

可见：这文献也承认“实验观察到的最普通的物质是CO2、H2O以及…自由基。”

§4.4关于“磁场对扩散火焰特性的影响”分析之三

http://ishare.iask.sina.com.cn/f/34Iq3nj0OVB.html磁场对扩散火焰特性的影响[摘要]

文章编号：1004-5309（2002）04-0240—05磁场对扩散火焰特性的影响夏云春，王清安（中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室，合肥230026）

摘要：通过磁场对扩散火焰特性影响的研究，可以发现磁场能够改变火焰的燃烧特性，使火焰的温度升高，而火焰的高度有所降低。前言：多年来，许多科技工作者对电场中的扩散火焰的燃烧特性进行了一些研究[3，4]，发现由于电场的介入，改变了扩散火焰的燃烧特性，使得火焰的高度发生了变化，火焰的温度和燃烧半径也发生了不同程度的改变。近年来，国外一些科技工作者对磁场中的蜡烛火焰的燃烧特性也进行了初步的实验研究[1]。

1实验装置：本实验实验装置工作原理流程图如图1.1，气罐；2，减压阀；3，玻璃浮子流量计；4.闸阀；5.火焰；6，燃烧喷嘴；7，油泵；8，磁铁（N和S极）：9，油桶 图1实验装置的工作原理流程图

燃料用液化石油气。主要成分是三个和四个碳原子的烃类化合物，例如C3H6，C3H8和C4H8等。液化石油气的主要成分如表1[5]所示。

表1液化石油气的主要成分

液化石油气主要成分是C3H8和C4H8。气罐是10kg的液化气罐，玻璃浮子流量计量程范围为10ml/min~600ml/min。实验中液化石油气的流量为50ml/min。油泵用普通小型油泵，交流220V，转速500转/分。

额定转速下，出口压头500kPa，流量10ml/min。普通液化石油气减压阀，外径Φ10mm，内径Φ8mm。磁铁用两块永久磁铁，尺寸都为Φ50×65mm，磁场强度N极0.95T，S极为0.87T。其通过一根长600mm、宽40mm的横梁来悬挂。横梁中心有一条长500mm、宽度为10mm的槽口，以便调节磁铁离火焰中心距离来达到调整火焰区的磁场强度的目的。燃烧器结构和尺寸如图2。燃烧器所有材料都是黄铜，是为防止燃烧器在磁场作用下磁化，从而影响到磁场本身对燃烧特性的影响。

实验中油为国产93号柴油。加柴油主要是增加火焰中离子份额，因为柴油在燃烧时，产生大量的浓烟，一来可改变火焰区的燃烧特性，使火焰内部的氧气供应量减少，从而产生更多的离子，使磁场的作用效果更明显。柴油并不是连续加入，而是通过采用控制闸阀的开关来间隙性地加入。每次开户阀门的时间5秒，所加入柴油的量约为10ml。

2.实验结果如图3。a是扩散火焰在没磁场的图形；b是扩散火焰在磁场S极作用下且磁场与水平面间夹角为0°的燃烧图片；c是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为0°的燃烧图形；d是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为15°的燃烧图形；e是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为30°的燃烧图形；f是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为45°的燃烧图形；g是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为60°的燃烧图形；h是扩散火焰在磁场N极作用下且磁场与水平面间夹角为75°的燃烧图形。

照片和下文中的特性曲线都是燃料燃烧约5分钟以后所得到的，这主要是为了防止燃烧器内腔中的空气在燃料开始点燃时由于燃料本身的卷吸作用而将其带出，在燃烧头内与液化石油气混合而形成预混火焰。

从图3可以看出，液化石油气在扩散燃烧的过程中，由于在其火焰内部燃烧的不完全性，从而产生了一定量带有电荷的离子或离子团，这些离子或离子团在磁场的作用下在火焰内部会产生一定程度的偏移，使火焰的燃烧特性发生变化。由于水平磁场的作用，使得火焰内部的离子或离子团很快改变了运动方向，向火焰的外侧运动，与空气中氧气结合，使燃烧更加剧烈，火焰高度比原来变短了，而其火焰的燃烧半径有所增加。而磁场有一定倾角时，磁场倾斜作用改变了火焰中离子和离子团运动方向，加速了火焰内部离子或离子团向火焰顶端的运动，从而使火焰的高度有所增加。

如图4所示，当磁场的倾斜角度与水平方向的夹角为θ时，燃料的初速度Uo分解为与磁场方向平行且与磁场方向同向的速度分量ul=U0sinθ和与磁场方向垂直的速度分量u2=U0cosθ。

由于磁场对于电荷的作用力为F=qUo×B，因此，与磁场方向的平行速度分量ul=U0sinθ不受到磁场的作用，而只有其与磁场方向相垂直的速度分量u2=U0cosθ部分作切割磁力线运动，磁场对电荷的作用是由于速度分量u2才导致带电粒子在磁场中的运动，其作用力的大小为F=qU0cosθ。其作用力的方向是正电荷垂直纸面向里，负电荷垂直纸面向外。从磁场对带电粒子作用力的大小来说，随着磁场倾斜角θ的增加，磁场对带电粒子作用力减弱，使带电粒子向火焰外侧运动与氧结合时间延长，在燃料初始速度U0的作用下，就会有更多的带电粒子向火焰的顶端附近运动与氧结合。这样，火焰顶端燃烧条件会恶化，因此火焰会变长。也可以认为是由于磁场倾斜加速了火焰中离子和离子团向火焰顶端的运动。

在流量为50ml/min时，磁场对液化石油气扩散火焰的影响曲线见图5至图8。图中的火焰温度都是指火焰顶端的温度。图5火焰高度随磁铁倾斜角度变化曲线。图6火焰温度随磁铁倾斜角度变化曲线

从以上的图中可以看出，随着磁场强度的增加，火焰的高度会降低，火焰的燃烧半径和燃烧温度会有所上升。这主要是磁场的作用使得由于不完全燃烧所产生的离子或离子团与空气中的氧气的结合速度加快，燃烧更加剧烈。同时，改变磁场作用的方向，也可以使火焰的燃烧特性发生改变，当磁铁的倾角增加时，加速了火焰中的带电粒子向火焰顶端的运动速度，使得火焰顶端附近的燃烧条件恶化，从而使火焰的高度增加。

3结论：对于扩散火焰，由于其内部燃烧的不完全性，火焰内部必然产生一定量的离子或离子团。这些离子或离子团在磁场作用下必然会发生偏移，从而使火焰燃烧特性改变。图中可看出，随着磁场强度的增加。火焰的高度会降低，火焰的燃烧半径和燃烧温度会有所上升。主要是磁场作用使不完全燃烧产生的离子或离子团与空气中的氧气结合速度加快，燃烧更剧烈。改变磁场方向，也可使火焰燃烧特性改变，当磁铁的倾角增加，加速了火焰中带电粒子向火焰顶端的运动速度，使火焰顶端附近的燃烧条件恶化，从而使火焰高度增加；火焰顶端的温度会随着增加。在开始阶段，火焰高度和温度随磁场角度的改变而变化较大，而后逐渐减慢。当磁场强度和角度增加到一定程度时，火焰温度和高度将不再变化，这是因为火焰中的离子或离子团很快与氧结合，生成了不带电荷的分子，这样磁场就失去了作用。但总的来说，有磁场作用时扩散火焰的高度要比无磁场作用时火焰的高度低。

§4.5关于“磁场对扩散火焰特性的影响”的评论

这些实验有力证明了磁场“抑制径向”效应的存在！参见实验图：磁场与火焰上升方向垂直。没有磁场时，火焰燃烧后的气体分子正常向上延伸。而一旦有了磁场，图中的径向正是火焰上升的方向，外加的磁场将抑制火焰中径向的气体分子的运动。导致火焰高度降低，火焰的燃烧半径和燃烧温度会有所上升”图5中当磁铁倾斜时，磁场在径向上的分量逐渐减小。“抑制径向”的效应也逐渐减弱，于是火焰高度也逐渐增大了。

同样，图8中，当磁场强度逐渐增大时，“抑制径向”的效应随着逐渐增大，于是火焰高度也随之下降。

温度是分子平均平动动能的宏观表现，而“图中的火焰温度都是指火焰顶端的温度”。这火焰向上的方向正是轴向。图7中，随着磁场强度的增大，火焰顶端温度也增大，从微观上说，即是轴向上分子总体运动速度增大，导致了宏观统计上的温度的增大。这一实验也同时有力证明了本发明中“解放轴向”效应的存在！

§4.6上述所有实验结果的总结

综上所述，关于瓦斯在磁场中传输的多个文献都首先从定性的角度有力地证明了磁场对诸如瓦斯等烃爆炸及其火焰传播速度的“影响很大，”“火焰传播速度、火焰速度峰值均有大幅提高。”光是这一点，就充分、有力、无可辩驳地从定性角度证明了本发明理论的正确性！

二、进一步强调：“磁场强度越大，对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响越强，火焰速度峰值越高。”这一点不仅从定性的角度，更进一步从定量的角度证明磁场对于加速火焰传播速度的效应正比于磁感应强度！

而几个关于磁场中火焰及其变化的文献也都证明磁场对于气体分子运动中“抑制径向、解放轴向”效应的存在。…这些实验都毫无例外地证明了“磁场对于燃烧的火焰、气流的定向传输”有积极的无可争辩的促进作用！！实践是检验真理的唯一标准和最高标准！诸多高校的实验结果及其结论已经有力地支持了本发明的原理及其实用性。

本发明将带来枪械的技术革命:它能大幅度提高各类枪炮弹丸的初速度、射程、动能和毁伤力。也能因此而减少发射药和弹壳的体积和重量，成倍地提高单位体积的弹匣中能容纳的子弹的数量和单兵能携带的弹药数量。

本发明将带来火炮的技术革命：它能大幅度提高火炮发射弹丸的初速度、射程、动能和毁伤力。充分发挥发射药强大的化学能和成熟的火炮技术，实现几百甚至上千公里的超视距攻击。用于反装甲；对付高性能飞机、飞航导弹、制导炮弹和制导炸弹，和超视距防空；弹道导弹反导。

本发明将带来火箭和喷气发动机的技术革命:它能大幅度提高各类固体和液体火箭、火箭弹、火焰喷射器、冲压发动机、加力燃烧室、脉冲爆震发动机、超声速燃烧冲压式发动机、涡轮喷气、涡轮风扇、涡轮螺旋桨、涡轮轴发动机和燃气轮机中气流的喷气速度。大幅度提高这些发动机在消耗同样燃料的前提下的飞行速度和/或航程。降低它们的燃烧室和/或喷管的压力与温度；降低对于制造燃烧室、喷管和固体火箭外壳材料的材质及其厚度、强度和冷却等方面的要求。能大幅度提高携带同样燃料的火箭的速度和/或推力和/或在相同负荷下的射程，从而提高各类弹道导弹和/或飞航导弹的射程，变短程为中程甚至远程、变中程为洲际弹道导弹。或对同样的导弹，能大幅度提高它们能携带的有效负载，变单弹头为多弹头或增加多弹头的数量和/或当量。也能在很大程度上减少弹道导弹核潜艇上的弹道导弹的体积和长度，消除影响其速度而且会增大其噪声的龟背！大幅度地提高火箭炮射程。并为高超音速武器作重大贡献。经本发明改进的运载火箭必将在携带同样燃料的前提下大幅度提高火箭的速度和/或推力、比冲、有效负载和/或在相同负载下的航程。为诸如发射大体积、大重量的卫星、空间站、载人航天、探索月球甚至是火星、金星等提供强大的运载火箭。并超越各先进国家的运载火箭；从而赢得巨大的国际市场！

本发明将带来飞机的技术革命:它能大幅度提高各类喷气发动机和使用这些发动机的各类战斗机在消耗同样燃料的前提下的飞行速度和/或航程。甚至能因此消除战斗机对行动缓慢并要大量军舰护航却仍然会受到攻击的航空母舰的依赖！也能在携带同样燃料的前提下将现有的中程变成远程甚至是洲际轰炸机！也有助于开发“空天飞机”。经本发明改进的各类喷气发动机必将在携带同样燃料的前提下大幅度地提高民航飞机特别是大飞机的速度和/或发动机推力和/或在相同负载下的航程，后来居上地超越各航空大国。并赢得亿万元的极大市场。

本发明将带来内燃机的技术革命:它能给全世界超过十亿的汽车和其它所有用内燃机的机器带来不需要水冷或者至多只需要风冷、体积小、比同样体积的现有内燃机输出功率大、燃料消耗量少、污染小的全新的内燃机。使我国在这一领域从亦步亦趋变成领跑者！使这种新内燃机不仅在中国也能向全世界推广！赢得极大的市场！

本发明将带来燃气轮机的技术革命:它能大幅度提高燃气轮机的燃料利用率和/或输出功率！

本发明将带来蒸汽轮机的技术革命:它能大幅度提高输送蒸汽的管道和喷嘴中蒸汽的喷气速度；大幅度提高蒸汽轮机的效率和/或燃料利用率。

本发明将带来超音速飞行的技术革命:它能缓解各类飞机、火箭、导弹、炮弹、火箭弹等超音速运动时产生的激波造成的阻力倍增和发热等不利因素。甚至能实现较低油耗、低阻力和低空气摩擦发热下的超音速巡航！

本发明将在国防和国民经济领域带来≧8.8×1012元的收益！