Verbrennungsprozess

Der Verbrennungsprozess ist eine exotherme chemische Reaktion, bei der Brennstoff mit einem Oxidator, typischerweise Sauerstoff aus der Luft, unter Freisetzung von Wärme umgesetzt wird. Ziel ist meist die Wärme- oder Energieerzeugung. In reiner Form läuft er je nach Bedingungen als schnelle Flammenverbrennung oder als langsame, kontrollierte Oxidation ab.

Bei vollständiger Verbrennung entstehen vor allem Kohlendioxid und Wasser; bei unvollständiger Verbrennung können Kohlenmonoxid, Kohlenstoffpartikel (Soot) und unverbrannte Kohlenwasserstoffe entstehen. Hohe Temperaturen begünstigen außerdem die Bildung von Stickstoffoxiden (NOx).

In gasförmigen Verbrennungen unterscheidet man Premix-Verbrennung, bei der Brennstoff und Oxidator vor der Entzündung gemischt sind, und Diffusionsverbrennung, bei der die Reaktion dort stattfindet, wo der Brennstoff und der Oxidator aufeinandertreffen. Die Ausbreitung erfolgt durch eine Flammenfront, deren Geschwindigkeit und Stabilität von Temperatur, Druck, Strömung und dem Mischungsverhältnis abhängen.

Anwendungen: Verbrennungen liefern in Kraftwerken, Motoren, Heizungen und Industrieöfen die notwendige Energie. Die Effizienz hängt vom Luft-Verhältnis, dem Wärmeübergang und der Turbulenz ab. Umweltaspekte: Emissionen wie CO2, NOx, SOx und Ruß sind relevant; moderne Technologien zielen auf Reduktion ab.