Quais são os diferentes tipos de sistemas de combustão?

Os sistemas de combustão são reações químicas entre um material que pode ser queimado como combustível e os compostos químicos encontrados nos oxidantes, substâncias que transferem átomos de oxigênio. O principal objetivo por trás da combustão é criar algum tipo de energia para produzir a definição de trabalho da ciência física. Essencialmente, é a produção de uma certa quantidade de energia transferida pela força do calor e do fogo. Exemplos comuns de sistemas de combustão incluem caldeiras, lareiras, fornos, queimadores a gás e outros sistemas de aquecimento.

Os eletrodomésticos são um dos usos mais comuns dos sistemas de combustão. Em uma caldeira, uma unidade fechada é preenchida com água ou outro tipo de fluido e aquecida para vaporizar o fluido e fornecer calor a outros dispositivos. Uma lareira, que geralmente queima madeira ou gás, é colocada dentro de uma construção arquitetônica com a finalidade de aquecer ou cozinhar. Os fornos, tradicionalmente projetados para fabricar cerâmica ou metais, usam uma fonte de combustível para aquecer materiais ou o próprio ar. Da mesma forma, os queimadores de gás usam gás natural ou propano misturado com o ar para gerar uma chama, que pode ser usada para cozinhar ou queimar substâncias.

Existem vários tipos diferentes de técnicas de combustão usadas nesses sistemas, cada um exigindo diferentes níveis de combustível e oxidantes. A combustão completa essencialmente queima o combustível, geralmente um hidrocarboneto, e produz muito pouco material secundário. A pirólise, ou combustão incompleta, ocorre quando o oxidante não está prontamente disponível ou limitado, fazendo com que o sistema de combustão seja parcialmente extinto. A combustão a baixa temperatura sem chama é chamada de combustão lenta, como uma fogueira queimada. No extremo oposto do espectro, a combustão rápida é uma situação em que o calor e a luz são produzidos muito rapidamente, como no caso de armas termobáricas, como bunkers-busters.

Dois tipos diferentes de combustíveis podem ser usados ​​em sistemas de combustão: líquidos ou sólidos. No caso de líquidos, a combustão ocorre durante a fase gasosa. O líquido é aquecido em um gás, que pega fogo quando misturado com oxidantes. Os combustíveis sólidos precisam de três fases distintas para funcionar com sucesso. O combustível precisa ser pré-aquecido, seguido pela produção de gases que queimam e, eventualmente, o combustível sólido se transforma em carvão.

Talvez a forma mais comum de sistema de combustão seja o motor. Ele foi projetado em dois formatos diferentes: o motor de combustão interna e externa. Os motores de combustão interna contêm uma câmara na qual o combustível e o oxidante são misturados para produzir energia. Os motores de combustão externa envolvem o aquecimento de um fluido através de um trocador de calor, produzindo trabalho utilizável.