Hvad er forbrændingsprocessen?

Kort sagt betyder forbrænding at brænde. For at forbrændingsprocessen skal finde sted kræves brændstof, ilt og en antændelseskilde for at starte en kemisk kædereaktion; i et bål, for eksempel, er træ brændstof, den omgivende luft tilvejebringer ilt, og en tændstikker eller lighter kan antænde ilden. Forøgelse af nogen af ​​disse elementer vil øge ildens intensitet, mens eliminering af en af ​​dem vil få processen til at stoppe. Hvis lejrbålet er kvalt med f.eks. Vand eller snavs, kan ilt ikke længere komme til varmen og brændstoffet, og det slukker.

Brændstof

Brændstof er det stof, der brænder under forbrændingsprocessen. Alle brændstoffer indeholder kemisk potentiel energi; dette er den mængde energi, der frigøres under en kemisk reaktion. Hvor meget energi et stof frigiver, når det brænder, kaldes forbrændingsvarmen . Hvert brændstof har en specifik energitetthed, eller hvor mange megajoule (MJ'er) energi der produceres pr. Kg (kg) af stoffet; methan har for eksempel en energitetthet på 55,5 MJ / kg, hvilket betyder, at den kan levere mere energi end svovl ved 9,16 MJ / kg.

En lang række stoffer kan bruges som brændstof, men kulbrinter er nogle af de mest almindelige. Disse inkluderer methan, propan, benzin og jetbrændstof, for blot at nævne nogle få; alt fossilt brændstof, herunder kul og naturgas, er kulbrinter. Andre stoffer, der ofte bruges som brændstof, inkluderer brint, alkohol og biobrændstoffer som træ.

Under forbrænding omdannes brændstof til varme og udstødning. Når for eksempel benzin brænder, producerer den vand (damp), kuldioxid, nitrogen, kulilte og andre elementer. Forbrænding kan også frigive partikler, som er små partikler, der flyder i luften; dem, der frigives fra forbrænding af fossile brændstoffer og træ, bidrager ofte til luftforurening. Udstødning kan dog bruges til gavnlige formål, f.eks. Tilvejebringelse af det tryk, der skubber en raket i luften. Mest udstødning er i form af en gas på grund af den varme, som forbrændingsprocessen producerer, men den kan også være i flydende eller fast form.

Ilt

For at brændstof brændes i forbrændingsprocessen, skal det også have ilt. Den mest almindelige kilde er luften, der indeholder ca. 21% ilt. Andre kilder, ofte kendt som oxidationsmidler eller oxidationsmidler, inkluderer brintperoxid, kaliumnitrat og mange flere. Når et oxidationsmiddel introduceres til et brændstof, frigiver det ilt og kan øge hastigheden, hvormed ilden brænder.

Ligesom brændstof, behøver ilt ikke at være i gasform, selvom det er meget almindeligt. I en fast raket blandes for eksempel en fast oxidator med brændstoffet for at skabe drivmiddel, der brænder, når det antændes og fremdrager raketten fremad. Rumfærgen og andet rumfartøj bruger flydende ilt som en del af forbrændingsprocessen.

Når en brand ikke har nok ilt, brænder den ikke helt. Denne ufuldstændige forbrænding producerer kulilte, kulstof (sod) og andre partikler, der forurener luften. Ufuldstændig forbrænding i en pejs eller ovn i et hjem kan frigive giftige gasser og være meget farlig.

Varme

Varme eller antændelse er det, der starter forbrændingsprocessen. Da der også produceres varme, når noget brænder, er det ikke altid nødvendigt med yderligere varme, når processen starter, for at holde den kemiske kædereaktion igang. Den første gnist, der udløser den kemiske proces, kan leveres af en flamme, friktion eller endda solens varme.

I tilfælde af spontan forbrænding kan gæring eller oxidation skabe nok varme til at starte en brand. I en kompostbunke kan for eksempel bakterier begynde at nedbryde de organiske forbindelser og skabe nok varme og ilt til at forårsage forbrænding. Nogle materialer - kaldet pyroforiske stoffer - antændes, når de udsættes for luft eller vand; fosfor og plutonium er to eksempler. Når disse materialer støder på en brændstofskilde, kan de starte en brand, der er meget vanskeligt at slukke.

Kontrol af forbrændingsprocessen

Da alle tre dele er nødvendige til forbrænding, vil forøgelse eller formindskelse af dem påvirke processen. Forøgelse af mængden af ​​ilt, der tilsættes en ild ved hjælp af for eksempel et oxidationsmiddel, får branden til at brænde hurtigere. Hvis du fjerner eller reducerer brændstofkilden, vil den brænde mindre eller dø ud.

Der er tre grundlæggende måder at stoppe forbrændingsprocessen på:

• tag brændstoffet væk,
• fjern ilt,
• og / eller fjern varmen.

Forbrænding kan også stoppes ved at stoppe den kemiske kædereaktion, der skaber flammer. Dette er især vigtigt, når visse metaller - som magnesium - brænder, fordi tilføjelse af vand til ilden kun vil gøre det stærkere. I sådanne tilfælde bruges tørkemikalier eller halogenethaner til at stoppe reaktionen.

Hvilken af ​​disse er den bedste måde at stoppe en brand på, afhænger af typen og størrelsen på branden. I en husbrand, for eksempel, bruger brandmænd vand eller skum for at forhindre ilt i at komme til brændstof og for at reducere temperaturen. Selvom vand kan bruges i en skov eller et ildsted, er det ofte en vigtig del af at stoppe det ved at fjerne nyt brændstof til ilden ved at rydde børste og død vegetation fra området.