Vad är förbränningsprocessen?

Enkelt uttryckt innebär förbränning att bränna. För att förbränningsprocessen ska äga rum krävs bränsle, syre och en tändvärmekälla för att starta en kemisk kedjereaktion; i en lägereld, till exempel, är trä bränslet, den omgivande luften ger syre och en tändsticka eller tändare kan antända elden. Att öka någon av dessa element kommer att öka eldens intensitet, medan att eliminera någon av dem kommer att göra att processen stoppas. Om lägerelden kväms till exempel med vatten eller smuts, kan syret inte längre komma till värmen och bränslet, och det slocknar.

Bränsle

Bränsle är det ämne som brinner under förbränningsprocessen. Alla bränslen innehåller kemisk potentiell energi; detta är den mängd energi som kommer att släppas under en kemisk reaktion. Hur mycket energi ett ämne frigör när det bränner kallas förbränningsvärmen . Varje bränsle har en specifik energitäthet, eller hur många megajouler (MJ: er) energi som produceras per kilogram (kg) av ämnet; metan har till exempel en energitäthet på 55,5 MJ / kg, vilket betyder att den kan tillföra mer energi än svavel vid 9,16 MJ / kg.

En mängd olika ämnen kan användas som bränslen, men kolväten är några av de vanligaste. Dessa inkluderar metan, propan, bensin och jetbränsle, för att bara nämna några; alla fossila bränslen, inklusive kol och naturgas, är kolväten. Andra ämnen som vanligtvis används som bränslen inkluderar väte, alkohol och biobränslen, som trä.

Under förbränningen förvandlas bränsle till värme och avgaser. När bensin förbränner till exempel producerar den vatten (ånga), koldioxid, kväve, kolmonoxid och andra element. Förbränning kan också frigöra partiklar, som är små partiklar som flyter i luften; de som frigörs från förbränning av fossila bränslen och trä bidrar ofta till luftföroreningar. Avgas kan dock användas för fördelaktiga ändamål, till exempel att tillhandahålla drivkraften som skjuter en raket i luften. Det mesta avgaserna är i form av en gas på grund av värmen som förbränningsprocessen producerar, men det kan också vara i flytande eller fast form.

Syre

För att bränsle ska brinna i förbränningsprocessen måste det också ha syre. Den vanligaste källan är luften, som innehåller cirka 21% syre. Andra källor, ofta kända som oxidationsmedel eller oxidationsmedel, inkluderar väteperoxid, kaliumnitrat och många fler. När ett oxidationsmedel införs i ett bränsle frigör det syre och kan öka hastigheten med vilken branden brinner.

Liksom bränsle behöver inte syre vara i gasform, även om det är mycket vanligt. I en fast raket, till exempel, blandas ett fast oxidationsmedel med bränslet för att skapa drivmedlet, som brinner när den antänds och driver raketen framåt. Rymdfärjan och annat rymdskepp använder flytande syre som en del av förbränningsprocessen.

När en brand inte har tillräckligt med syre, brinner den inte helt. Denna ofullständiga förbränning producerar kolmonoxid, kol (sot) och andra partiklar som förorenar luften. Ofullständig förbränning i en eldstad eller ugn i ett hem kan frigöra giftiga gaser och vara mycket farliga.

Värme

Värme eller antändning är det som startar förbränningsprocessen. Eftersom värme också produceras när något bränner, när processen börjar, är det inte alltid nödvändigt med ytterligare värme för att hålla den kemiska kedjereaktionen igång. Den initiala gnistan som utlöser den kemiska processen kan tillhandahållas av en låga, friktion eller till och med solens värme.

Vid spontan förbränning kan jäsning eller oxidation skapa tillräckligt med värme för att starta en brand. I en komposthög, till exempel, kan bakterier börja bryta ner de organiska föreningarna och skapa tillräckligt med värme och syre för att orsaka förbränning. Vissa material - kallade pyroforiska ämnen - antänds när de utsätts för luft eller vatten; fosfor och plutonium är två exempel. När dessa material stöter på en bränslekälla kan de starta en brand som är mycket svår att släcka.

Kontrollera förbränningsprocessen

Eftersom alla tre delarna krävs för förbränning, kommer att öka eller minska någon av dem påverka processen. Att öka mängden syre som tillförs en eld genom att använda ett oxidationsmedel, till exempel, kommer att få elden att brinna snabbare. Om du tar bort eller minskar bränslekällan kommer den att bränna mindre eller dö ut.

Det finns tre grundläggande sätt att stoppa förbränningsprocessen:

• ta bort bränslet,
• ta bort syret,
• och / eller ta bort värmen.

Förbränning kan också stoppas genom att stoppa den kemiska kedjereaktionen som skapar lågor. Detta är särskilt viktigt när vissa metaller - som magnesium - bränner för att tillsatsen av vatten till elden bara kommer att göra den starkare. I sådana fall används torra kemikalier eller halometaner för att stoppa reaktionen.

Vilket av dessa är det bästa sättet att stoppa en brand beror på typ och storlek på branden. I en huseld, till exempel, använder brandmän vatten eller skum för att hindra syre från att komma till bränslet och för att sänka temperaturen. Även om vatten kan användas i en skog eller en löpeld, är det ofta en viktig del av att stoppa det genom att rensa borsten och död vegetation från området.