Was ist der Verbrennungsprozess?
Einfach ausgedrückt, Verbrennung bedeutet zu brennen. Damit der Verbrennungsprozess stattfinden kann, sind Kraftstoff, Sauerstoff und eine Zündwärmequelle erforderlich, um eine chemische Kettenreaktion zu starten. In einem Lagerfeuer zum Beispiel ist Holz der Treibstoff, die umgebende Luft liefert den Sauerstoff, und ein Match oder ein Feuerzeug kann das Feuer entzünden. Wenn Sie eines dieser Elemente erhöhen, erhöht sich die Intensität des Brandes und wird gleichzeitig die Störung des Prozesses veranlassen. Wenn das Lagerfeuer beispielsweise mit Wasser oder Schmutz erstickt wird, kann der Sauerstoff nicht mehr an Wärme und Kraftstoff gelangen, und es geht aus.
Kraftstoff
Kraftstoff ist die Substanz, die während des Verbrennungsprozesses verbrennt. Alle Kraftstoffe enthalten chemische potentielle Energie; Dies ist die Energiemenge, die während einer chemischen Reaktion freigesetzt wird. Wie viel Energie, die eine Substanz beim Brennen freisetzt, wird als Wärme der Verbrennung genannt . Jeder Brennstoff hat eine spezifische Energiedichte oder wie viele Megajoule (MJs) Energie pro Kilogramm (kg) der Substanz erzeugt werden;Methan beispielsweise hat eine Energiedichte von 55,5 mJ/kg, was bedeutet, dass es bei 9,16 mj/kg mehr Energie als Schwefel liefern kann. Dazu gehören Methan, Propan, Benzin und Strahlbrennstoff, um nur einige zu nennen; Alle fossilen Brennstoffe, einschließlich Kohle und Erdgas, sind Kohlenwasserstoffe. Andere Substanzen, die üblicherweise als Kraftstoffe verwendet werden, sind Wasserstoff, Alkohol und Biokraftstoffe wie Holz.
Während der Verbrennung wird der Kraftstoff in Hitze und Auspuff verwandelt. Wenn Benzin zum Beispiel brennt, erzeugt es Wasser (Dampf), Kohlendioxid, Stickstoff, Kohlenmonoxid und andere Elemente. Das Verbrennen kann auch Partikel freisetzen, bei denen es sich um winzige Partikel handelt, die in der Luft schweben; Diejenigen, die aus brennenden fossilen Brennstoffen und Holz freigesetzt werden, tragen häufig zur Luftverschmutzung bei. Abgas kann jedoch für vorteilhafte Zwecke verwendet werden, z. B. für die Bereitstellung des THRUst, das eine Rakete in die Luft drückt. Der meiste Auspuff ist in Form eines Gass aufgrund der Wärme des Verbrennungsprozesses, kann aber auch in flüssiger oder fester Form sein.
Sauerstoff
Damit der Brennstoff im Verbrennungsprozess verbrannt wird, muss es auch Sauerstoff haben. Die häufigste Quelle ist die Luft, die etwa 21% Sauerstoff enthält. Andere Quellen, die häufig als Oxidationsmittel oder Oxidationsmittel bezeichnet werden, umfassen Wasserstoffperoxid, Kaliumnitrat und vieles mehr. Wenn ein Oxidationsmittel in einen Brennstoff eingeführt wird, setzt es Sauerstoff frei und kann die Geschwindigkeit erhöhen, mit der das Feuer brennt.
Wie Kraftstoff muss Sauerstoff nicht in Gasform sein, obwohl dies sehr häufig ist. In einer festen Rakete beispielsweise wird ein fester Oxidationsmittel mit dem Kraftstoff gemischt, um das Treibmittel zu erzeugen, der beim Zündeten brennt und die Rakete vorwärts treibt. Das Space Shuttle und andere Raumfahrzeuge verwenden flüssigen Sauerstoff als Teil des Verbrennungsprozesses.
Wenn ein Feuer nicht genug Sauerstoff hat, verbrennt es nicht vollständig. Dieser IncoDie MPLETE -Verbrennung erzeugt Kohlenmonoxid, Kohlenstoff (Ruß) und andere Partikel, die die Luft kontaminieren. Unvollständige Verbrennung in einem Kamin oder Ofen eines Hauses kann giftige Gase freisetzen und sehr gefährlich sein.
Wärme
Wärme oder Zündung startet den Verbrennungsprozess. Da auch Wärme erzeugt wird, wenn etwas brennt, ist nach Beginn des Vorgangs zusätzliche Wärme nicht immer erforderlich, um die Reaktion der chemischen Ketten am Laufen zu halten. Der erste Funke, der den chemischen Prozess auslöst, kann durch eine Flamme, Reibung oder sogar die Hitze der Sonne bereitgestellt werden.
Bei spontaner Verbrennung, Fermentation oder Oxidation kann genügend Wärme erzeugen, um ein Feuer zu starten. In einem Komposthaufen können Bakterien beispielsweise die organischen Verbindungen abbauen und ausreichend Wärme und Sauerstoff erzeugen, um Verbrennung zu verursachen. Einige Materialien - pyrophorische Substanzen genannt - entzünden sich, wenn sie Luft oder Wasser ausgesetzt sind; Phosphor und Plutonium sind zwei Beispiele. Wenn diese Materialien auf einen FUE stoßenl Quelle können sie ein Feuer beginnen, das sehr schwer herauszubringen ist.
Kontrolle des Verbrennungsprozesses
Da alle drei Teile für die Verbrennung erforderlich sind, wirkt sich das Erhöhen oder Verringern eines von ihnen auf den Prozess aus. Durch die Erhöhung der Sauerstoffmenge, die einem Brand unter Verwendung eines Oxidationsmittels beispielsweise zu einem Feuer zugesetzt wird, brennt das Feuer schneller. Wenn Sie die Kraftstoffquelle entfernen oder reduzieren, verbrennen sie kleiner oder sterben aus.
Es gibt drei grundlegende Möglichkeiten, den Verbrennungsprozess zu stoppen:
- Nehmen Sie den Kraftstoff weg,
- Entfernen Sie den Sauerstoff,
- und/oder nehmen Sie die Hitze weg.
Verbrennung kann auch gestoppt werden, indem die chemische Kettenreaktion gestoppt wird, die Flammen erzeugt. Dies ist besonders wichtig, wenn bestimmte Metalle - wie Magnesium - brennen, da das Hinzufügen von Wasser zum Feuer es nur stärker macht. In solchen Fällen werden trockene Chemikalien oder Halomethane verwendet, um die Reaktion zu stoppen.
Welche davon ist der beste Weg, um ein Feuer zu stoppenGröße des Feuers. In einem Hausfeuer zum Beispiel verwenden Feuerwehrleute Wasser oder Schaum, um den Sauerstoff daran zu hindern, den Kraftstoff zu erreichen und die Temperatur zu verringern. Während Wasser in einem Wald oder Waldbrand verwendet werden kann, ist das Entfernen neuer Kraftstoff für das Feuer, indem die Bürste und die tote Vegetation aus dem Gebiet geräumt werden.