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Entflammung ist eine Weiterleitung auf diesen Artikel Siehe auch Entflammbarkeit bzw Vorentflammung Eine Verbrennung ist eine exotherme Redoxreaktion bei der ein brennbarer Brennstoff durch Sauerstoff oxidiert wird Das Oxidationsmittel Sauerstoff wird bei der Verbrennung reduziert und erniedrigt durch Aufnahme von Elektronen und Bildung von Oxiden seinen Oxidationszustand Ein Bestandteil des Brennstoffs bildet bei der Verbrennung das Reduktionsmittel und erhoht durch Bildung von Oxiden seinen Oxidationszustand Beispiel Flammen eines Holzfeuers Die vollstandige Verbrennung von Methan erfolgt nach folgender Reaktionsformel C H 4 2 O 2 C O 2 2 H 2 O D H 0 802 4 k J m o l 1 displaystyle mathrm CH 4 2 O 2 rightarrow CO 2 2 H 2 O qquad Delta H 0 802 4 mathrm kJ cdot mol 1 Bei den Reaktionsschritten wird Energie freigesetzt die als Strahlung Flammenbildung und innere Energie Warme im Abgas abgefuhrt wird Im Gegensatz zur Explosion wird die kontrollierte exotherme Oxidation eines Brennstoffes als Verbrennung bezeichnet Eine Explosion ist gekennzeichnet durch eine schnelle Reaktion grosserer Brennstoffmengen In geschlossenen Raumen konnen durch den kurzzeitig auftretenden Temperaturanstieg erhebliche Explosionsdrucke auftreten die zerstorerische Auswirkungen haben konnen siehe auch Deflagration und Detonation Bei Substanzen die der menschliche Korper als Energiequelle d h als Brennstoff benutzt wie z B Glucose oder Fette finden in den Korperzellen schrittweise und langsam verlaufende Oxidationsreaktionen mit Sauerstoff als Oxidationsmittel statt die einer Verbrennung ahnlich sind Diese Reaktionen verlaufen bei passend niedriger Korpertemperatur und konnten als Kalte Verbrennungen bezeichnet werden Wegen ihrer grossen physiologischen Bedeutung haben diese Reaktionen aber die spezielle Bezeichnung katabolische Stoffwechselreaktionen Aus chemischer Sicht handelt es sich bei diesen Reaktionen ebenfalls um Redoxreaktionen 1 Inhaltsverzeichnis 1 Begriffe Einteilung 1 1 Chemie der Verbrennung 1 2 Technische Verbrennungsprozesse 1 3 Offene Freistrahlflamme 1 4 Brennraum 1 5 Schadfeuer Brand 1 6 Brandlehre Brandklassen 2 Brennstoffcharakterisierung 2 1 Feste Brennstoffe 2 2 Flussige Brennstoffe 2 3 Gasformige Brennstoffe 2 4 Voraussetzungen fur eine Verbrennung 3 Verbrennungsvorgang 3 1 Zunden 3 2 Verbrennungsvorgang und Schadstoffbildung 4 Chemie der Verbrennung 4 1 Luftzahl 4 2 Sauerstoffbedarf 4 3 Stochiometrische Konzentrationen 4 4 Beispiel 4 5 Verbrennungsrechnung und Abgaszusammensetzung 5 Physik der Verbrennung 6 Materialkunde 7 Siehe auch 8 Literatur 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseBegriffe Einteilung BearbeitenChemie der Verbrennung Bearbeiten Die Flamme emittiert elektromagnetische Strahlung aus dem ultravioletten sichtbaren und infraroten Strahlungsbereich Es ist zu unterscheiden zwischen der Festkorperstrahlung und der Strahlung gasformiger Molekule Als Festkorper ist der Festbrennstoff oder gebildeter Russ z B Feinstaub bei der Heizolverbrennung zu betrachten Der Festkorper emittiert Strahlung uber dem gesamten Spektralbereich Dieses Spektrum entspricht naherungsweise dem eines schwarzen Strahlers Den gasformigen Molekulen und Atomen werden durch die exotherme Reaktion der Verbrennung Energie zugefuhrt und es werden durch Stossprozesse hohere Energieniveaus der Teilchen eingenommen Wenn das Elektron wieder einen energetisch tiefer liegenden Zustand einnimmt wird die Energiedifferenz als Strahlung emittiert und ein Photon ausgesandt Diese Leuchterscheinung bildet die Flamme Bei Molekulen werden Vibrations und Molekulbanden besetzt bei Atomen wird ein Linienspektrum emittiert Diese Gasstrahlung ist selektiv und abhangig von den Bestandteilen des Brenngases Das besteht aus einer Vielzahl von Radikalen die teilweise auch nur als Zwischenprodukt bis zur vollstandigen Verbrennung existieren Im Gegensatz zur Festkorperstrahlung ist die emittierte Gasstrahlung nicht gleichmassig uber das Spektrum verteilt Das Spektrum einer Flamme ist abhangig von der Teilchenzusammensetzung in der Flamme So ist die Strahlung einer Wasserstoffflamme insbesondere im sichtbaren Bereich sehr schwach da die Radikalen H2 OH H H im sichtbaren Wellenlangenbereich kaum elektronische Ubergange besitzen Langsame kalte Oxidation lasst sich beim Verrosten von Metallen oder in Lebewesen bei der Oxidation von Nahrstoffen also deren Verbrennung feststellen Technische Verbrennungsprozesse Bearbeiten Technische Verbrennungsprozesse werden fur Heizzwecke Stromerzeugung Stofftrennung Schmelzen und Metallurgie eingesetzt Zur Optimierung einer Verbrennung wird angestrebt den Wirkungsgrad der Verbrennung zu erhohen und die Bildung von Schadstoffen zu reduzieren Die Emission von Kohlenstoffdioxid aus Verbrennungsprozessen in die Atmosphare ist die Hauptursache der globalen Erwarmung Im Rahmen der Dekarbonisierung wird angestrebt den Kohlenstoffanteils im Brennstoff zu verringern Dies kann durch Verwendung von Brennstoffen erfolgen die weniger Kohlenstoff Erdgas statt Kohle oder keinen Kohlenstoff enthalten Wasserstoff Der Verbrennungsprozess wird die Brennstoff und Luftzufuhrung so geregelt dass eine kontrollierte chemische Reaktion in einem definierten Brennraum stattfindet Zur Anlagensicherheit muss gewahrleistet sein dass sich der gasformige oder flussige Brennstoff nach dem Einstromen in den Brennraum sicher entzundet und vollstandig ausbrennt Andernfalls ist die Bildung eines grosseren explosionsfahigen Gasvolumens moglich das bei einer Durchzundung einen schnellen Druckanstieg auslosen kann und eine Explosion zur Folge hat Der maximale Explosionsdruck von Kohlen und Wasserstoffhaltigen Brennstoffen in geschlossenen Raumen mit ursprunglichem Umgebungsdruck Volumendeflagration betragt 10 bar die Flammengeschwindigkeit liegt im Bereich von 0 5 m s Kohlenwasserstoffe bis 2 5 m s Wasserstoff 2 Explosionen mit geringem Druckanstieg atmospharische Deflagration werden als Verpuffung bezeichnet In der Technik wird fur die Warmeerzeugung eine geregelte Verbrennung genutzt die gleitend an den Warmebedarf angepasst wird Als Fuhrungsgrosse wird z B die Temperatur eines Warmetragers oder der Dampfdruck einer siedenden Flussigkeit genutzt und der Massenstrom des Brennstoffes und der Verbrennungsluft wird dem Warmebedarf angepasst Bei industriellen technischen Prozessen bei denen exotherme Reaktionen zur Stoffumwandlung eingesetzt werden Thermoprozessanlagen fallt Abwarme an Es wird angestrebt die Warme moglichst wirtschaftlich zu nutzen Diese Abwarme wird z b zur internen betrieblichen Nutzung zur Stromerzeugung uber einer Abhitzedampferzeuger und Turbine oder zur Fernwarmeeinkopplung genutzt Nicht nutzbare Warme muss z B uber Kuhlturme an die Umgebung abgegeben werden Offene Freistrahlflamme Bearbeiten Bei der offenen Freistrahlflamme wird Brennstoff aus einer Duse in die Atmosphare geleitet und gezundet Von der Zundstelle wandert die Flammenfront in Richtung der Austrittsduse und hier stabilisiert sich die Flamme In einem Bunsenbrenner kann bei Luftzufuhrung in das Brennerrohr eine heisse Vormischflamme eingestellt werden Durch Schliessen der Luftzufuhrung wird die Flamme diffuser und die Flammentemperatur ist geringer Diffusionsflamme Es erfolgt eine Mischung des Brennstoffes mit der Luft durch laminare und turbulente Diffusionsvorgange Dieser Flammentyp wird als Diffusionsflamme bezeichnet In der Regel sind die chemischen Kettenreaktionen sehr viel schneller als die Diffusionsprozesse Somit bestimmt die Diffusion die Dynamik der Verbrennung 3 Brennraum Bearbeiten Hinsichtlich der Verbrennungsfuhrung kann zwischen einer offenen Verbrennung und der Verbrennung in einem Brennraum unterschieden werden Offene Verbrennungen werden z B fur Beleuchtungszwecke Kerze verwendet oder zum Erhitzen oder Warmhalten von Stoffen Rinnenbrenner uber Metallschmelze Fussiggashandbrenner zum Erwarmen von Schweissbahnen oder als Strahlungsflachenheizung Katalytische Verbrennung oder offenen Kamin Die Verbrennungsluft kann uber die Thermik der Verbrennung oder gezielt uber Verbrennungsluftgeblase zugefuhrt werden Bei Gasschweissverfahren wird zumeist dem Brenngas reiner Sauerstoff zugefuhrt um eine hohe Verbrennungstemperatur zu erzielen Ein Brennraum wird verwendet wenn die Warme indirekt uber einen Warmetrager Dampf Heisswasser Thermool Luft genutzt wird oder die Abgase nicht in den umgebenden Raum gelangen sollen Heizofen Brennstoff und Luft werden gezielt zugefuhrt Die Warmeleistung kann uber die Regelung der Verbrennungsluft und bei Gas Ol und Staubfeuerungen zusatzlich uber den Brennstoffmassenstrom geregelt werden Die Abgase werden gerichtet uber einen Kamin abgeleitet Schadfeuer Brand Bearbeiten Abgesehen von Explosivstoffen oder pyrophoren Stoffen sind die verwendeten naturlichen und kunstlichen Stoffe und Materialien bei Umgebungstemperaturen nicht brennbar da die thermische Energie nicht ausreicht stabile Reaktionsketten fur eine Oxidation aufrechtzuerhalten Durch Abweichung der bestimmungsgemassen Verwendung oder technische Fehler konnen Zundquellen entstehen die brennbare Stoffe entzunden konnen Dies sind z B elektrische Mangel Kurzschluss thermische Uberlastung elektrische Entladungen Lichtbogen Reibungsvorgange hohe Strahlungsstarken chemische Reaktionen Blitzeinschlage Brandlehre Brandklassen Bearbeiten Hauptartikel BrandklasseBrennstoffcharakterisierung BearbeitenBrennstoffe bestehen im Wesentlichen aus den Elementen Kohlenstoff C Wasserstoff H und Schwefel S In den Brennstoffen sind oft noch nicht brennbare Bestandteile enthalten wie Stickstoff N Sauerstoff O Wasser H2O oder anorganische Stoffe die teilweise als Asche nach dem Verbrennungsprozess anfallen Der hygroskopisch oder chemisch gebundene Wasseranteil muss bei der Verbrennung verdampft werden und erhoht den Abgasmassenstrom Soweit der Wasseranteil im Abgas nicht kondensiert wird wird durch das Wasser der Wirkungsgrad der Verbrennung gemindert Brennstoffe konnen in den Aggregatzustanden fest flussig oder gasformig vorliegen Zur Charakterisierung von Fest und Flussigbrennstoffen wird zumeist eine Elementaranalyse der atomaren Bestandteile verwendet Bei gasformigen Brennstoffen verwendet man zumeist den Molanteil der Gaskomponenten um den Verbrennungsprozess rechnerisch zu erfassen Feste Brennstoffe Bearbeiten Zu den festen Brennstoffen gehoren Kohle Holz Torf Stroh und Mull Je nach der Stuckigkeit konnen feste Brennstoffe auf Rosten in Wirbelschichten oder staubformig verbrannt werden Je kleiner die Korngrosse umso schneller verlauft die Verbrennungsreaktion Die Rostfeuerung verlauft in verschiedenen Schritten Verdampfen des Wasseranteils Freisetzen fluchtiger brennbarer Komponenten und dem Ausbrand Trockene feste Brennstoffe entzunden sich bei Temperaturen oberhalb von 200 C Flussige Brennstoffe Bearbeiten Die Kohlenwasserstoffe mit langeren Molekulketten und Alkohole liegen bei Normalbedingungen als Flussigkeit vor und werden als Brennstoffe verwendet Hoher viskose Kohlenwasserstoffe mussen erwarmt werden um die Stoffe pumpfahig zu nutzen schweres Heizol Flussige Brennstoffe werden vor der Verbrennung zerstaubt um mit einer kleinen Tropfchengrosse eine hohe Oberflache und somit eine schnelle Oxidation zu erreichen Die Zerstaubung kann als Druckzerstaubung oder Zerstaubung mit einem Hilfsmedium Wasserdampf Druckluft erfolgen Die Verbrennungsluft wird mit einem Luftgeblase der Verbrennungzone zugefuhrt Gasformige Brennstoffe Bearbeiten Als gasformige Brennstoffe werden Kohlenwasserstoffe mit kurzeren Molekulketten Wasserstoff oder Kohlenmonoxid verwendet Die Luftzufuhrung kann ungeregelt oder durch Einsatz eines Verbrennungsluftgeblases erfolgen Voraussetzungen fur eine Verbrennung Bearbeiten VerbrennungsdreieckFur eine Verbrennung ist in ausreichender Menge brennbares Material notig das mit dem Oxidationsmittel reagiert meist ist dies der Sauerstoff siehe Sauerstoffindex Daruber hinaus ist das richtige Mengenverhaltnis des brennbaren Stoffes mit der Umgebungsluft oder dem reaktiven Gas und eine geeignete Zundquelle notig Ein Katalysator kann die Aktivierungsenergie die fur den Start der chemischen Reaktion erforderlich ist herabsetzen Dadurch kann die Verbrennung beschleunigt oder die zur Zundung notwendige Energie herabgesetzt werden Verbrennungsvorgang BearbeitenZunden Bearbeiten Zur Einleitung eines Verbrennungsvorgangs muss der Brennstoff in der sauerstoffhaltigen Atmosphare entzundet werden Die Aktivierungsenergie ist notwendig um die Kettenreaktionen einzuleiten Bei Feststofffeuerungen wird leicht entzundliches Material mit grosser Oberflache verwendet um den Festbrennstoff auf die Zundtemperatur zu erwarmen Technische Feuerungen fur gasformige und flussige Brennstoffe in Brennkammern werden mit reduziertem Brennstoffmengenstrom gezundet um einen grosseren Druckimpuls zu vermeiden Die Zeit zwischen dem Offnen der Brennstoffventile und der Ausbildung der Flamme ist in der Brennersteuerung begrenzt Bei langerzeitigem unkontrollierten Ausstromen kann sich das Brennstoff Luft Gemisch explosionsartig entzunden und die Brennkammer zerstoren Fur die Uberwachung der Flammenausbildung werden Flammenwachter eingesetzt die den Ionisationsstrom in der Flamme oder die Strahlung der Flamme mit einer Fotozelle uberwachen source source source source source source source source source source source source source source Verbrennung von EthanolVerbrennungsvorgang und Schadstoffbildung Bearbeiten Nach dem Zunden halten die Kettenreaktionen den Verbrennungsprozess aufrecht solange ein ausreichender Sauerstoffgehalt in der Verbrennungsatmosphare vorhanden ist Bei einer Feuerung zur Warmeerzeugung wird ein Luftuberschuss eingestellt um einerseits die Verbrennungsenthalpie des Brennstoffes fur die Warmeubertragung auszunutzen und den Abgasvolumenstrom zu begrenzen Ein hoherer Abgasvolumenstrom erhoht den Warmeverlust da die Abgastemperatur uber der Umgebungstemperatur liegt Die Einstellung des Luftuberschusses bzw Luftzahl ist ein Kompromiss zwischen moglichst hohem Wirkungsgrad und vollstandigem Ausbrand Bei der vollstandigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entstehen Wasser und Kohlendioxid als Abgas Daneben entstehen die Schadstoffe Russ Kohlenmonoxid CO und Stickoxide NOx Zur Beschrankung der Emissionen von Kohlenstoff und Kohlenmonoxid wird der Brennstoff extensiv mit der Verbrennungsluft vermischt Thermische Stickoxide werden durch die Reaktion von molekularem Stickstoff mit atomarem Sauerstoff gebildet Da Sauerstoff erst bei Temperaturen oberhalb von 1300 C bis 1600 C in grosserem Umfang dissoziiert kann durch eine Aufspaltung der Luftaufgabe Primar Sekundarluft der Ausbrand uber eine langere Zone gestreckt werden und die Flammentemperatur gesenkt werden Als weitere technische Massnahme wird die Abgasrezirkulation angewandt in dem das Abgas wieder in die Flamme zuruckgeleitet wird und somit die Flammentemperatur reduziert wird Heizole und in grosserem Umfang Kohlesorten enthalten chemisch gebundenen Stickstoff Dieser Stickstoff zerfallt in der Pyrolysephase zu Aminen und Cyaniden und reagiert anschliessend mit Sauerstofftragern zu NOx 4 Insbesondere konnen sich bei Feststofffeuerungen fluchtige organische Verbindungen wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK Dioxine und Furane bilden 5 Um die Bildung dieser PAK zu minimieren muss in der Verbrennungszone eine Mindesttemperatur ca 850 C und eine Mindestverweilzeit ca 2 s eingehalten werden Chemie der Verbrennung Bearbeiten Enthalpiebilanz der VerbrennungDie Enthalpiebilanz der Verbrennung wird aus folgenden Grossen berechnet Masse m Warmekapazitat cp die Warmekapazitaten der Abgaskomponenten mussen ggf iterativ bestimmt werden Standardbildungsenthalpien H 0f die Standardbildungsenthalpien von H2 O2 und N2 ist definitionsgemass 0 nutzbare Warme Q die aus der Verbrennung durch eine Warmetrager ausgekoppelt wird Die stoffspezifischen Grossen werden bei gasformigen Brennstoffen zumeist auf die Molzahl bezogen Bei flussigen und festen Brennstoffen werden die spezifischen auf die Masse bezogenen Grossen verwendet Die adiabate Flammentemperatur ist eine Grosse die sich auf das heisse Reaktionsgas ohne Warmeauskopplung und Vernachlassigung der Kuhlung durch die Strahlung der Flamme bezieht Durch Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft kann die adiabate Flammentemperatur deutlich gesteigert werden da das Abgas weniger inerten Stickstoff enthalt Luftzahl Bearbeiten Fur die Verbrennung an Luft wird die sogenannte Luftzahl benotigt Diese ist ein Verhaltniswert aus den Anteilen der Umgebungsluft also Sauerstoff zu Stickstoff und Argon c O 2 21 c N 2 78 c A r 1 79 21 3 76 m o l N 2 A r m o l O 2 displaystyle c mathrm O 2 21 c mathrm N 2 78 c mathrm Ar 1 rightarrow frac 79 21 3 76 frac mathrm molN 2 Ar mathrm molO 2 Sauerstoffbedarf Bearbeiten Bezogen auf 1 mol Brennstoff erhalt man den zur vollstandigen Verbrennung erforderlichen Anteil Sauerstoff n O 2 nu mathrm O 2 uber C a H b O c N d F e C l f B r g J h P i S j n O 2 O 2 3 76 N 2 mathrm C a H b O c N d F e Cl f Br g J h P i S j nu O 2 O 2 3 76 mathrm N 2 Rightarrow a C O 2 j S O 2 i 4 P 4 O 10 e H F f H C l g H B r h H J b e f g h 2 H 2 O d 2 3 76 n O 2 N 2 mathrm aCO 2 jSO 2 frac i 4 P 4 O 10 eHF fHCl gHBr hHJ frac b e f g h 2 H 2 O left frac d 2 3 76 nu O 2 right N 2 Lost man obige Gleichung nach n O 2 nu O 2 auf so erhalt man n O 2 C S 5 4 P H F C l B r J 4 O 2 nu O 2 C S frac 5 4 P frac mathrm H F Cl Br J 4 frac O 2 beziehungsweise n O 2 a j 5 4 i b e f g h 4 c 2 nu O 2 a j frac 5 4 i frac b e f g h 4 frac c 2 wobei die Kleinbuchstaben die Anzahl der im Brandstoff enthaltenen Elemente angeben Stochiometrische Konzentrationen Bearbeiten Hauptartikel Verbrennungsluftverhaltnis Die fur die vollstandige Verbrennung rechnerisch notige Konzentration von Brennstoff erhalt man uber c stoch 100 1 1 3 76 n O 2 Vol displaystyle mathrm c text stoch frac 100 1 1 3 76 times nu O 2 text Vol beziehungsweise c stoch Vol M 10 2 0 024 05 g m 3 displaystyle mathrm c text stoch frac text Vol times M times 10 2 0 02405 mathrm g m 3 Beispiel Bearbeiten Als Beispiel sei hier die vollstandige Verbrennung von 1 Propanol C 3 H 8 O C 3 H 8 O Molmasse 60 1 g mol 1 genannt n O 2 3 C 0 S 0 4 0 P 8 H 0 F 0 C l 0 B r 0 J 4 1 O 2 nu O 2 3C 0S frac 0 4 0P frac mathrm 8H 0F 0Cl 0Br 0J 4 frac 1O 2 n O 2 3 0 0 8 0 0 0 0 4 1 2 3 2 0 5 4 5 nu O 2 3 0 0 frac 8 0 0 0 0 4 frac 1 2 3 2 0 5 4 5 Somit sind zur vollstandigen Verbrennung von 1 mol Propanol 4 5 mol Sauerstoff notig Weiterhin lasst sich die stochiometrische Konzentration die fur die Verbrennung notig ist berechnen c stoch 100 1 1 3 76 4 5 4 46 Vol displaystyle mathrm c text stoch frac 100 1 1 3 76 times 4 5 4 46 text Vol beziehungsweise c stoch 4 46 60 1 10 2 0 024 05 111 45 g m 3 mathrm c text stoch frac 4 46 times 60 1 times 10 2 0 02405 111 45 mathrm g m 3 source source source source source source source source Demonstration der Notwendigkeit der Luftzufuhr fur eine kontinuierliche VerbrennungVerbrennungsrechnung und Abgaszusammensetzung Bearbeiten Verbrennungsrechnungen mit den entsprechenden Abgaszusammensetzungen sind mit einem Rechenalgorithmus nach Werner Boie fur den Anwendungsbereich Warmetechnik besonders effizient moglich 6 Physik der Verbrennung BearbeitenBeim brennbaren Material kann es nur zur Oxidation kommen wenn ein einzelnes Atom oder Molekul des Brennstoffs mit Sauerstoff in direkten Kontakt kommt Daher sind fur die Verbrennungsgeschwindigkeit Abbrandgeschwindigkeit die Verfugbarkeit von Sauerstoff und sein inniger Kontakt mit dem Brennmaterial massgeblich Einige Loschverfahren beruhen darauf die Sauerstoffzufuhr zu unterbrechen Loschdecke Schaum CO2 Loschanlage Die Versorgung mit Sauerstoff kann man durch stete Zufuhr von Frischluft erreichen In einem sich verengenden Kamin steigen die erwarmten Abgase schnell auf und erzeugen einen steten Unterdruck um das Feuer Dieser saugt permanent frische Luft heran Eine extreme Auspragung sind Feuersturm und Waldbrande die durch Winde wie den Mistral angefacht werden Um innigen Kontakt herzustellen kann die Oberflache des Brennstoffs vergrossert werden das Vergasen des Brennstoffs in ein Gas ist eine geeignete Moglichkeit Bei der Kerze schmilzt das Wachs am Boden des Dochts steigt als Flussigkeit auf und verdampft an der heissen Spitze Das verdampfte Wachs verbrennt Ein anschauliches Beispiel ist die Mehlstaubexplosion Wird etwas Mehl in eine Kerzenflamme geblasen wird das ansonsten unbrennbare Mehl durch die Zerstaubung brennbar und reagiert heftig Beim Ottomotor erfolgt im Vergaser eine Verdampfung und im Dieselmotor wird der Brennstoff zerstaubt Flussiger Dieselkraftstoff lasst sich bei Raumtemperatur kaum entflammen Durch die schnelle Verdichtung mit der daraus resultierenden Erhitzung der Luft im Verbrennungsraum auf etwa 800 C zundet der eingespritzte Diesel selbst und verbrennt Uber Flussigkeiten entsteht in Abhangigkeit von der Stoffeigenschaft spezifischer Dampfdruck und den Umgebungsfaktoren Druck und Temperatur eine Dampfwolke Handelt es sich um eine brennbare Flussigkeit so ist diese Dampfschicht in einem bestimmten Bereich zwischen unterer und oberer Explosionsgrenze entzundlich Die kurzkettigen Kohlenwasserstoffe das Benzin haben einen hohen spezifischen Dampfdruck sind leicht fluchtig bilden also schon bei niedrigen Temperaturen eine brennbare Dampfschicht uber der Oberflache aus Der langerkettige Diesel zundet schwerer da der Dampfdruck geringer ist In einigen chemischen Verbindungen sind das Oxidationsmittel Sauerstoff und das zu oxidierende Material in demselben Molekul enthalten so in vielen Sprengstoffen Nitroglyzerin mit der Summenformel C3H5N3O9 enthalt pro Molekul neun Sauerstoffatome in drei Nitrat und Salpetersaureester Gruppen und damit mehr als genug um die im Molekul enthaltenen Kohlen und Wasserstoffatome vollstandig zu Kohlendioxid und Wasser zu oxidieren Die Verbindung ist instabil und zerfallt explosionsartig schon bei leichten Erschutterungen Die gasformigen Oxidationsprodukte nehmen ein Vielfaches des ursprunglichen Volumens ein und erzeugen einen sehr hohen Druck der die Sprengwirkung verursacht Auch in den Treibmitteln von Raketentriebwerken ist Sauerstoff in verschiedenen Tragersubstanzen als Oxidationsmittel vorhanden da dies im Vakuum des Weltalls erforderlich ist Materialkunde BearbeitenIn diesem Artikel oder Abschnitt fehlen noch folgende wichtige Informationen andere Materialien wie Papier Kunststoff usw Hilf der Wikipedia indem du sie recherchierst und einfugst Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen beispielsweise Einzelnachweisen ausgestattet Angaben ohne ausreichenden Beleg konnten demnachst entfernt werden Bitte hilf Wikipedia indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfugst Die Verbrennung von Holz beginnt meist mit einer Erhitzung von aussen Bei feuchtem oder nassem Holz unterbricht die Temperaturerhohung bei etwa 100 C die weitere Erhitzung des Holzes vor Erreichen der Zundtemperatur Ist das Wasser weitestgehend verdampft steigt die Temperatur und die Verbrennung der entweichenden Gase beginnt Holz kann abhangig von der Holzart ungefahr das eigene Gewicht an Wasser speichern und fur den Verdampfungsvorgang ist zusatzliche Warme notig so ist feuchtes oder nasses Holz kaum zu entzunden Trockenes Holz zundet leichter und beginnt ab etwa 150 C zu verkohlen Dies ist eine Pyrolyse des Holzes durch hitzebedingte chemische Zersetzung Es entstehen gasformige Stoffe die sich nach der Vermischung mit Luft entzunden Die verbleibende Holzkohle besteht aus dem entgasten Holz und besteht im wesentlich aus Kohlenstoff der zuletzt abbrennt Siehe auch BearbeitenAbbrandgeschwindigkeit der Pyrotechnik PhlogistonLiteratur BearbeitenJ Warnatz U Maas R W Dibble Verbrennung Springer Berlin 2001 ISBN 3 540 42128 9 Rodewald Brandlehre 6 Auflage W Kohlhammer Stuttgart 2007 ISBN 978 3 17 019129 7 M Lackner F Winter A K Agarwal Handbook of Combustion Wiley VCH Weinheim 2010 ISBN 978 3 527 32449 1 Drysdale An Introduction to Fire Dynamics Second Edition John Wiley amp Sons Ltd The Atrium Southern Gate Chichester West Sussex 1998 ISBN 978 0 471 97291 4 Weblinks Bearbeiten Wikibooks Anorganische Chemie fur Schuler Erforschen des Verbrennungsvorgangs Lern und Lehrmaterialien Kurzer popularwissenschaftlicher Artikel uber die Grundlagen von Verbrennungsprozessen und ihre ErforschungEinzelnachweise Bearbeiten Theodore L Brown H Eugene LeMay Bruce E Bursten Chemie Die zentrale Wissenschaft Pearson Studium 2007 ISBN 978 3 8273 7191 1 S 103 f Institut fur Stromungstechnik und Thermodynamik ISUT der Universitat Magdeburg Verbrennung gasformiger Brennstoffe Vorlesungsskript Memento vom 18 Dezember 2018 im Internet Archive RWTH Aaceh Institut fur Technische Verbrennung Univ Prof Dr Ing Dr h c Dr Ing E h N Peters Technische Verbrennung I Fritz Mayr Kesselbetriebstechnik Verlag Dr Ingo Resch 10 Auflage 2003 ISBN 3 930039 13 3 Umweltbundesamt Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung IVU Merkblatt uber beste verfugbare Techniken fur Grossfeuerungsanlagen Juli 2006 Bernd Gluck Zustands und Stoffwerte Verbrennungsrechnung 2 uberarbeitete und erweiterte Auflage Verlag fur Bauwesen Berlin 1991 ISBN 3 345 00487 9 online auf BerndGlueck de abgerufen am 22 Dezember 2016 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Verbrennung Chemie amp oldid 234378616