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 branden vergroten, terwijl het elimineren van een van hen ervoor zorgt dat het proces stopt.Als het kampvuur wordt gesmoord met water of vuil, bijvoorbeeld, kan de zuurstof niet langer op het vuur en de 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 een stof vrijgeeft als het 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 koolwaterstoffen 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 worden gebruikt als brandstoffen omvatten 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 leveren van de stuwkracht die 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.

Zuurstof

Voor brandstof om in het verbrandingsproces te verbranden, 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.

-zoals 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.Deze onvolledige 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.

HEEMST

Warmte of ontsteking is wat het verbrandingsproces begint.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 warmte van de zon.

In gevallen van spontane verbranding, gisting of oxidatie kan voldoende warmte creëren 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 mdash;Pyroforische stoffen genoemd mdash;ontsteken wanneer blootgesteld aan lucht of water;Fosfor en plutonium zijn twee voorbeelden.Wanneer deze materialen een brandstofbron tegenkomen, kunnen ze schitterent een brand dat is erg moeilijk om te blussen.

Het verbrandingsproces beheersen

omdat alle drie de delen vereist zijn voor verbranding, het vergroten of verminderen van een van hen zal het proces beïnvloeden.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 het vuur weg. Verbranding kan ook worden gestopt door de chemische kettingreactie te stoppen die vlammen creëert.Dit is vooral belangrijk wanneer bepaalde metalen mdash;Zoals magnesium mdash;Burn 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 brand te stoppen, hangt af van het type en de grootte 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.