Quali sono i diversi tipi di sistemi di combustione?

I sistemi di combustione sono reazioni chimiche tra un materiale che può essere bruciato come combustibile e i composti chimici presenti negli ossidanti, sostanze che trasferiscono gli atomi di ossigeno. Lo scopo principale dietro la combustione è quello di creare una sorta di energia per produrre la definizione di lavoro di scienza fisica. In sostanza, è la produzione di una certa quantità di energia trasferita dalla forza del calore e del fuoco. Esempi comuni di sistemi di combustione includono caldaie, caminetti, forni, bruciatori a gas e altri sistemi di riscaldamento.

Gli elettrodomestici sono uno degli usi più comuni dei sistemi di combustione. In una caldaia, un'unità chiusa viene riempita con acqua o un altro tipo di fluido e riscaldata per vaporizzare il fluido per fornire calore ad altri dispositivi. Un camino, che generalmente brucia legna o gas, viene inserito all'interno di un costrutto architettonico a scopo di riscaldamento o cottura. I forni, tradizionalmente progettati per fabbricare ceramiche o metalli, utilizzano una fonte di combustibile per riscaldare materiali o l'aria stessa. Allo stesso modo, i bruciatori a gas usano gas naturale o propano miscelati con l'aria per generare una fiamma, che può essere utilizzata per cucinare o bruciare sostanze.

Esistono diversi tipi di tecniche di combustione utilizzate in questi sistemi, ognuno dei quali richiede livelli diversi di combustibile e ossidanti. La combustione completa essenzialmente brucia il combustibile, generalmente un idrocarburo, e produce pochissimo materiale secondario. La pirolisi, o combustione incompleta, si verifica quando l'ossidante non è prontamente disponibile o limitato, causando il parziale spegnimento del sistema di combustione. La combustione a bassa temperatura senza fiamma si chiama fumante, come un falò bruciato. All'estremità opposta dello spettro, la combustione rapida è una situazione in cui il calore e la luce vengono prodotti molto rapidamente, come nel caso delle armi termobariche, come i bunker.

Nei sistemi di combustione possono essere utilizzati due diversi tipi di carburanti: liquidi o solidi. Nel caso di liquidi, la combustione avviene durante la fase gassosa. Il liquido viene riscaldato in un gas, che prende fuoco quando miscelato con ossidanti. I combustibili solidi hanno bisogno di tre fasi distinte per funzionare con successo. Il combustibile deve essere preriscaldato, seguito dalla produzione di gas che brucia e alla fine il combustibile solido si trasforma in carbone.

Forse la forma più comune di sistemi di combustione è il motore. Questo è progettato in due diversi formati: il motore a combustione interna ed esterna. I motori a combustione interna contengono una camera in cui il carburante e l'ossidante vengono miscelati per produrre energia. I motori a combustione esterna comportano il riscaldamento di un fluido attraverso uno scambiatore di calore, producendo lavoro utilizzabile.