Was ist der Verbrennungsprozess?
Einfach gesagt, Verbrennung bedeutet zu brennen.Damit der Verbrennungsprozess stattfinden kann, sind Kraftstoff, Sauerstoff und eine Zündwärmequelle erforderlich, um eine chemische Kettenreaktion zu starten.In einem Lagerfeuer zum Beispiel ist Holz der Treibstoff, die umgebende Luft liefert den Sauerstoff, und ein Match oder ein Feuerzeug kann das Feuer entzünden.Wenn Sie eines dieser Elemente erhöhen, erhöht sich die Intensität der Brände und wird gleichzeitig den Prozess stoppen.Wenn das Lagerfeuer beispielsweise mit Wasser oder Schmutz erstickt wird, kann der Sauerstoff nicht mehr an Wärme und Kraftstoff gelangen, und er geht aus.
Kraftstoff
Kraftstoff ist die Substanz, die während des Verbrennungsprozesses verbrennt.Alle Kraftstoffe enthalten chemische potentielle Energie;Dies ist die Energiemenge, die während einer chemischen Reaktion freigesetzt wird.Wie viel Energie, die eine Substanz beim Brennen freisetzt, wird als Hitze der Verbrennung bezeichnet.Jeder Kraftstoff hat eine spezifische Energiedichte oder wie viele Megajoule (MJs) Energie pro Kilogramm (kg) der Substanz erzeugt werden;Methan hat zum Beispiel eine Energiedichte von 55,5 mJ/kg, was bedeutet, dass es bei 9,16 mJ/kg mehr Energie als Schwefel liefern kann.
Eine Vielzahl von Substanzen kann als Kraftstoffe verwendet werden, aber Kohlenwasserstoffe gehören zu den häufigsten.Dazu gehören Methan, Propan, Benzin und Strahlbrennstoff, um nur einige zu nennen;Alle fossilen Brennstoffe, einschließlich Kohle und Erdgas, sind Kohlenwasserstoffe.Wenn Benzin zum Beispiel brennt, erzeugt es Wasser (Dampf), Kohlendioxid, Stickstoff, Kohlenmonoxid und andere Elemente.Das Verbrennen kann auch Partikel freisetzen, bei denen es sich um winzige Partikel handelt, die in der Luft schweben;Diejenigen, die aus brennenden fossilen Brennstoffen und Holz freigesetzt werden, tragen häufig zur Luftverschmutzung bei.Der Auspuff kann jedoch für vorteilhafte Zwecke verwendet werden, z. B. für die Bereitstellung des Schubs, der eine Rakete in die Luft drückt.Der größte Teil der Abgas ist in Form eines Gass aufgrund der Wärme des Verbrennungsprozesses, aber es kann auch in flüssiger oder fester Form vorliegen.Die häufigste Quelle ist die Luft, die etwa 21% Sauerstoff enthält.Andere Quellen, die häufig als Oxidationsmittel oder Oxidationsmittel bezeichnet werden, umfassen Wasserstoffperoxid, Kaliumnitrat und vieles mehr.Wenn ein Oxidationsmittel in einen Brennstoff eingeführt wird, setzt es Sauerstoff frei und kann die Geschwindigkeit erhöhen, mit der das Feuer brennt. Wie Kraftstoff muss der Sauerstoff nicht in Gasform sein, obwohl dies sehr häufig ist.In einer festen Rakete beispielsweise wird ein fester Oxidationsmittel mit dem Kraftstoff gemischt, um das Treibmittel zu erzeugen, der beim Zündeten brennt und die Rakete nach vorne treibt.Das Space Shuttle und andere Raumfahrzeuge verwenden flüssigen Sauerstoff als Teil des Verbrennungsprozesses. Wenn ein Feuer nicht genug Sauerstoff hat, verbrennt es nicht vollständig.Diese unvollständige Verbrennung erzeugt Kohlenmonoxid, Kohlenstoff (Ruß) und andere Partikel, die die Luft kontaminieren.Unvollständige Verbrennung in einem Kamin oder Ofen eines Hauses kann giftige Gase freisetzen und sehr gefährlich sein. Wärme Wärme oder Zündung startet den Verbrennungsprozess.Da auch Wärme erzeugt wird, wenn etwas brennt, ist nach Beginn des Vorgangs zusätzliche Wärme nicht immer erforderlich, um die Reaktion der chemischen Ketten am Laufen zu halten.Der anfängliche Funke, der den chemischen Prozess auslöst, kann durch eine Flamme, Reibung oder sogar die Sonnenwärme bereitgestellt werden. Bei spontaner Verbrennung, Fermentation oder Oxidation kann genügend Wärme erzeugen, um ein Feuer zu starten.In einem Komposthaufen können Bakterien beispielsweise die organischen Verbindungen abbauen und ausreichend Wärme und Sauerstoff erzeugen, um Verbrennung zu verursachen.Einige Materialien mdash;Pyrophorische Substanzen genannt mdash;Zündet, wenn er Luft oder Wasser ausgesetzt ist;Phosphor und Plutonium sind zwei Beispiele.Wenn diese Materialien auf eine Kraftstoffquelle stoßen, können sie Stern spielenT Ein Feuer, das sehr schwer herauszubringen.Kontrolle des Verbrennungsprozesses
Da alle drei Teile für die Verbrennung erforderlich sind, wirkt sich das Erhöhen oder Verringern eines von ihnen auf den Prozess aus.Durch die Erhöhung der Sauerstoffmenge, die einem Brand unter Verwendung eines Oxidationsmittels beispielsweise zugesetzt wird, brennt das Feuer schneller.Wenn Sie die Kraftstoffquelle entfernen oder reduzieren, werden sie kleiner oder aussterben.
Es gibt drei grundlegende Möglichkeiten, um den Verbrennungsverfahren zu stoppen:
- Nehmen Sie den Kraftstoff weg, entfernen Sie den Sauerstoff,
- und/oder die Wärme wegnehmen.
Welche davon ist der beste Weg, um ein Feuer zu stoppen, hängt vom Typ und der Größe des Feuers ab.In einem Hausbrand zum Beispiel verwenden Feuerwehrleute Wasser oder Schaum, um den Sauerstoff daran zu hindern, den Kraftstoff zu erreichen und die Temperatur zu verringern.Während Wasser in einem Wald oder Waldbrand verwendet werden kann, ist das Entfernen neuer Kraftstoff für das Feuer, indem die Bürste und die tote Vegetation aus dem Gebiet geräumt werden.