Wat zijn de verschillende soorten verbrandingssystemen?
Verbrandingssystemen zijn chemische reacties tussen een materiaal dat als brandstof kan worden verbrand en de chemische verbindingen in oxidanten, stoffen die zuurstofatomen overbrengen. Het belangrijkste doel achter verbranding is het creëren van een soort energie om de natuurwetenschappelijke definitie van werk te produceren. In wezen is het de productie van een bepaalde hoeveelheid energie die wordt overgedragen door de kracht van warmte en vuur. Veel voorkomende voorbeelden van verbrandingssystemen zijn onder meer ketels, open haarden, ovens, gasbranders en andere verwarmingssystemen.
Huishoudelijke apparaten zijn een van de meest voorkomende toepassingen van verbrandingssystemen. In een ketel wordt een gesloten eenheid gevuld met water of een ander type vloeistof en verwarmd om de vloeistof te verdampen om warmte aan andere apparaten te leveren. Een open haard, die in het algemeen hout of gas verbrandt, wordt in een architectonisch construct geplaatst voor verwarming of koken. Ovens, traditioneel ontworpen om keramiek of metalen te vervaardigen, gebruiken een brandstofbron om materialen of de lucht zelf te verwarmen. Evenzo gebruiken gasbranders aardgas of propaan gemengd met de lucht om een vlam te genereren, die kan worden gebruikt om stoffen te koken of te verbranden.
Er zijn een aantal verschillende soorten verbrandingstechnieken die in deze systemen worden gebruikt, die elk verschillende niveaus van brandstof en oxidatiemiddelen vereisen. Volledige verbranding verbrandt in wezen de brandstof, meestal een koolwaterstof, en produceert zeer weinig secundair materiaal. Pyrolyse of onvolledige verbranding treedt op wanneer het oxidatiemiddel niet direct beschikbaar of beperkt is, waardoor het verbrandingssysteem gedeeltelijk wordt geblust. Lage temperatuur verbranding zonder vlam wordt smeulend genoemd, zoals een uitgebrand kampvuur. Aan de andere kant van het spectrum is snelle verbranding een situatie waarin warmte en licht zeer snel worden geproduceerd, zoals in het geval van thermobare wapens, zoals bunkerbusters.
Twee verschillende soorten brandstoffen kunnen worden gebruikt in verbrandingssystemen: vloeistoffen of vaste stoffen. In het geval van vloeistoffen vindt verbranding plaats tijdens de gasfase. Vloeistof wordt verwarmd tot een gas, dat vlam vat wanneer het wordt gemengd met oxidatiemiddelen. Vaste brandstoffen hebben drie verschillende fasen nodig om succesvol te werken. De brandstof moet worden voorverwarmd, gevolgd door de productie van gassen die verbranden en uiteindelijk verandert de vaste brandstof in houtskool.
Misschien is de meest voorkomende vorm van verbrandingssystemen de motor. Dit is ontworpen in twee verschillende formaten: de interne en externe verbrandingsmotor. Interne verbrandingsmotoren bevatten een kamer waarin brandstof en het oxidatiemiddel worden gemengd om energie te produceren. Externe verbrandingsmotoren omvatten het verwarmen van een vloeistof door een warmtewisselaar, waardoor bruikbaar werk wordt geproduceerd.