Forbrenningsprosesser

Forbrenningsprosesser omfatter kjemiske reaksjoner der et brensel reagerer med en oksidator og frigjør energi i form av varme og ofte lys. Den generelle reaksjonen er brensel + oksygen → karbondioksid + vann, ofte ledsaget av andre produkter avhengig av brensel og forhold. Forbrenningen er vanligvis svært energigivende og viktig i industri, transport og oppvarming.

Hovedinndelingen er mellom homogent (gassfase) og heterogen forbrenning (på faste overflater eller partikler). I gassfaseforbrenning skjer reaksjonene mellom gasser, mens heterogen forbrenning involverer faste overflater eller partikler og krever kontakt mellom brennstoff og oksidator på overflaten.

Flammer kan være premikset (blanding av brensel og oksygen før tenning) eller diffusive (blandingen oppstår i flammen). De kan være laminar eller turbulent; turbulens påvirker blanding, temperaturprofil og utslipp.

Viktige begreper er forholdet mellom brensel og oksygen (stoikiometri), forbrenningshastighet og flammens temperaturfelt. Tenningskilder og temperatur bestemmer når forbrenning starter. Målet i mange systemer er fullstendig forbrenning med høy effektivitet og lavere utslipp.

Anvendelser og utfordringer: forbrenningsprosesser driver motorer, kraftverk og industriell oppvarming. Utslipp som NOx, CO og partikler er sentrale miljøhensyn, og teknologier som katalytisk etterbehandling, SCR, partikkelfiltre og optimering av lufttilførsel reduserer dem.

Forskning og analyse inkluderer målinger av brennhastighet og flammens struktur samt numerisk modellering i CFD for å forutsi oppførsel og effektivitet i praktiske systemer.