Wat is het verbrandingsproces?

Simpel gezegd, verbranding betekent verbranden. Om het verbrandingsproces te laten plaatsvinden, zijn brandstof, zuurstof en een ontstekingswarmte vereist om een ​​chemische kettingreactie te starten; In een kampvuur is bijvoorbeeld hout de brandstof, de omringende lucht levert de zuurstof en een match of aansteker kan het vuur ontsteken. Het vergroten van een van deze elementen zal de intensiteit van de brand vergroten, terwijl het elimineren van een van hen ervoor zorgt dat het proces stopt. Als het kampvuur bijvoorbeeld wordt gesmoord met water of vuil, kan de zuurstof bijvoorbeeld niet langer bij de hitte en brandstof komen, en het gaat uit.

brandstof

Brandstof is de stof die brandt tijdens het verbrandingsproces. Alle brandstoffen bevatten chemische potentiële energie; Dit is de hoeveelheid energie die wordt vrijgegeven tijdens een chemische reactie. Hoeveel energie die een stof vrijgeeft als deze verbrandt, wordt de warmte van verbranding genoemd. Elke brandstof heeft een specifieke energiedichtheid, of hoeveel megajoules (MJ's) energie worden geproduceerd per kilogram (kg) van de stof;Methaan heeft bijvoorbeeld een energiedichtheid van 55,5 MJ/kg, wat betekent dat het meer energie kan leveren dan zwavel bij 9,16 MJ/kg.

Een breed scala aan stoffen kan als brandstoffen worden gebruikt, maar hydrocarbons zijn enkele van de meest voorkomende. Deze omvatten methaan, propaan, benzine en vliegtuigbrandstof, om er maar een paar te noemen; Alle fossiele brandstoffen, inclusief steenkool en aardgas, zijn koolwaterstoffen. Andere stoffen die vaak als brandstoffen worden gebruikt, zijn waterstof, alcohol en biobrandstoffen, zoals hout.

Tijdens verbranding wordt brandstof omgezet in warmte en uitlaat. Wanneer benzine brandt, produceert het bijvoorbeeld water (stoom), koolstofdioxide, stikstof, koolmonoxide en andere elementen. Branden kan ook deeltjes vrijgeven, die kleine deeltjes zijn die in de lucht drijven; Degenen die worden vrijgelaten uit brandende fossiele brandstoffen en hout dragen vaak bij aan luchtvervuiling. Uitlaat kan echter worden gebruikt voor nuttige doeleinden, zoals het verstrekken van de THRust dat een raket in de lucht duwt. De meeste uitlaat is in de vorm van een gas vanwege de warmte die het verbrandingsproces produceert, maar het kan ook in vloeibare of vaste vorm zijn.

Oxygen

Om brandstof te verbranden in het verbrandingsproces, moet het ook zuurstof hebben. De meest voorkomende bron is de lucht, die ongeveer 21% zuurstof bevat. Andere bronnen, vaak bekend als oxidatoren of oxidatiemiddelen, zijn waterstofperoxide, kaliumnitraat en nog veel meer. Wanneer een oxidatiemiddel wordt geïntroduceerd in een brandstof, geeft het zuurstof vrij en kan het de snelheid verhogen waarmee de brand brandt.

Net als brandstof hoeft zuurstof niet in gasvorm te zijn, hoewel dat heel gebruikelijk is. In een vaste raket wordt bijvoorbeeld een vaste oxidatiemiddel gemengd met de brandstof om de drijfgas te maken, die brandt wanneer het wordt ontstoken en de raket naar voren stuwt. De space shuttle en andere ruimtevaartuigen gebruiken vloeibare zuurstof als onderdeel van het verbrandingsproces.

Wanneer een brand niet genoeg zuurstof heeft, verbrandt deze niet volledig. Dit incoMplete verbranding produceert koolmonoxide, koolstof (roet) en andere deeltjes die de lucht verontreinigen. Onvolledige verbranding in een open haard of oven van een huis kan giftige gassen vrijgeven en zeer gevaarlijk zijn.

warmte

Warmte of ontsteking is wat het verbrandingsproces start. Aangezien warmte ook wordt geproduceerd wanneer iets brandt, is eenmaal, zodra het proces begint, extra warmte niet altijd nodig om de chemische kettingreactie in stand te houden. De eerste vonk die het chemische proces activeert, kan worden geleverd door een vlam, wrijving of zelfs de hitte van de zon.

In gevallen van spontane verbranding kan, fermentatie of oxidatie voldoende warmte veroorzaken om een ​​brand te starten. In een compoststapel kunnen bacteriën bijvoorbeeld beginnen met het afbreken van de organische verbindingen, waardoor voldoende warmte en zuurstof ontstaan ​​om verbranding te veroorzaken. Sommige materialen - pyroforische stoffen genoemd - ontbranden wanneer blootgesteld aan lucht of water; Fosfor en plutonium zijn twee voorbeelden. Wanneer deze materialen een fue tegenkomenl Bron, ze kunnen een vuur starten dat erg moeilijk is om uit te brengen.

het besturen van het verbrandingsproces

Omdat alle drie de delen vereist zijn voor verbranding, heeft het verhogen of verminderen van een van hen het proces. Door de hoeveelheid zuurstof te vergroten die aan een brand wordt toegevoegd door een oxidatiemiddel te gebruiken, zal het vuur bijvoorbeeld sneller branden. Door de brandstofbron te verwijderen of te verminderen, wordt deze kleiner of uitsterft.

Er zijn drie basis manieren om het verbrandingsproces te stoppen:

• Haal de brandstof weg,
• Verwijder de zuurstof,
• En/of neem de hitte weg.

Crombinatie kan ook worden gestopt door de chemische kettingreactie te stoppen die vlammen creëert. Dit is vooral belangrijk wanneer bepaalde metalen - zoals magnesium - verbranden omdat het toevoegen van water aan het vuur het alleen maar sterker maakt. In dergelijke gevallen worden droge chemicaliën of halomethanen gebruikt om de reactie te stoppen.

Welke van deze is de beste manier om een ​​vuur te stoppen, hangt af van het type en deGrootte van het vuur. In een huisbrand, bijvoorbeeld, gebruiken brandweerlieden water of schuim om te voorkomen dat zuurstof de brandstof bereikt en de temperatuur te verlagen. Hoewel water kan worden gebruikt op een bos of een natuurbrand, is het verwijderen van nieuwe brandstof voor de brand door borstel en dode vegetatie uit het gebied te verwijderen, vaak een belangrijk onderdeel van het stoppen ervan.