Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι συστημάτων καύσης;

Τα συστήματα καύσης είναι χημικές αντιδράσεις μεταξύ ενός υλικού που μπορεί να καεί ως καύσιμο και των χημικών ενώσεων που βρίσκονται στα οξειδωτικά, ουσίες που μεταφέρουν άτομα οξυγόνου. Ο κύριος σκοπός πίσω από την καύση είναι να δημιουργηθεί κάποιο είδος ενέργειας για την παραγωγή του ορισμού της φυσικής επιστήμης της εργασίας. Ουσιαστικά, είναι η παραγωγή μιας ορισμένης ποσότητας ενέργειας που μεταφέρεται από τη δύναμη της θερμότητας και της φωτιάς. Συνηθισμένα παραδείγματα συστημάτων καύσης περιλαμβάνουν λέβητες, τζάκια, φούρνους, καυστήρες αερίου και άλλα συστήματα θέρμανσης.

Οι οικιακές συσκευές είναι μια από τις πιο κοινές χρήσεις των συστημάτων καύσης. Σε ένα λέβητα, μια κλειστή μονάδα γεμίζεται με νερό ή άλλο είδος ρευστού και θερμαίνεται για να εξατμιστεί το ρευστό για την παροχή θερμότητας σε άλλες συσκευές. Ένα τζάκι, το οποίο γενικά καίει ξύλα ή αέριο, τοποθετείται μέσα σε μια αρχιτεκτονική κατασκευή με σκοπό τη θέρμανση ή το μαγείρεμα. Οι φούρνοι, παραδοσιακά σχεδιασμένοι για την κατασκευή κεραμικών ή μετάλλων, χρησιμοποιούν μια πηγή καυσίμου για τη θέρμανση των υλικών ή του ίδιου του αέρα. Ομοίως, οι καυστήρες αερίου χρησιμοποιούν φυσικό αέριο ή προπάνιο αναμεμειγμένο με τον αέρα για να δημιουργήσουν φλόγα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το μαγείρεμα ή την καύση ουσιών.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι τεχνικών καύσης που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα συστήματα, καθένας από τους οποίους απαιτεί διαφορετικά επίπεδα καυσίμου και οξειδωτικών. Η πλήρης καύση καίει ουσιαστικά το καύσιμο, συνήθως έναν υδρογονάνθρακα, και παράγει πολύ λίγο δευτερεύον υλικό. Η πυρόλυση, ή η ατελής καύση, συμβαίνει όταν το οξειδωτικό δεν είναι άμεσα διαθέσιμο ή περιορισμένο, προκαλώντας μερική απόσβεση του συστήματος καύσης. Η καύση σε χαμηλή θερμοκρασία χωρίς φλόγα ονομάζεται σιγοκαίει, όπως μια καμένη φωτιά. Στο αντίθετο άκρο του φάσματος, η ταχεία καύση είναι μια κατάσταση στην οποία η θερμότητα και το φως παράγονται πολύ γρήγορα, όπως στην περίπτωση των θερμοβαρικών όπλων, όπως τα bunker-busters.

Στα συστήματα καύσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο διαφορετικοί τύποι καυσίμων: υγρά ή στερεά. Στην περίπτωση των υγρών, η καύση λαμβάνει χώρα κατά την αέρια φάση. Το υγρό θερμαίνεται σε αέριο, το οποίο παίρνει φωτιά όταν αναμιγνύεται με οξειδωτικά. Τα στερεά καύσιμα χρειάζονται τρεις διακριτές φάσεις για να λειτουργήσουν με επιτυχία. Το καύσιμο πρέπει να προθερμανθεί, ακολουθούμενο από την παραγωγή αερίων που καίγονται και τελικά το στερεό καύσιμο μετατρέπεται σε κάρβουνο.

Ίσως η πιο κοινή μορφή συστημάτων καύσης είναι ο κινητήρας. Αυτός είναι σχεδιασμένος σε δύο διαφορετικές μορφές: τον κινητήρα εσωτερικής και εξωτερικής καύσης. Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης περιέχουν έναν θάλαμο στον οποίο το καύσιμο και το οξειδωτικό αναμειγνύονται για την παραγωγή ενέργειας. Οι μηχανές εξωτερικής καύσης περιλαμβάνουν τη θέρμανση ενός ρευστού μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας, παράγοντας χρήσιμο έργο.