תהליך הבעירה: מה זה ואיך זה עובד?

מהי בעירה?

בעירה היא תגובה כימית בין דלק לחמצון. הדלק הוא בדרך כלל פחמימן, כמו מתאן, פרופאן או בנזין, והמחמצן הוא בדרך כלל חמצן מהאוויר. התגובה מייצרת חום, אור ומגוון מוצרים נוספים, כגון פחמן דו חמצני ומים. תהליך הבעירה הוא חלק חשוב מתהליכים תעשייתיים רבים, כגון ייצור חשמל, ייצור פלדה ותפעול פנימי מנועי בעירה. הוא משמש גם בבית לחימום ובישול.

הכימיה של הבעירה

תהליך הבעירה הוא סוג של תגובת חמצון-צמצום, שבה הדלק מתחמצן (נשרף) והמחמצן מצטמצם (נוצל). התגובה היא בדרך כלל אקסותרמית, כלומר היא משחררת אנרגיה בצורה של חום. התגובה יכולה להיות מיוצגת על ידי המשוואה הבאה: דלק + חמצן → מוצרים + אנרגיה במקרה של דלקים פחמימניים, התוצרים הם בדרך כלל פחמן דו חמצני ומים. לדוגמה, שריפה של מתאן (CH4) מייצרת פחמן דו חמצני (CO2) ומים (H2O): CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + אנרגיה

תהליך הבעירה

תהליך הבעירה הוא סדרה מורכבת של תגובות כימיות המתרחשות בפרק זמן קצר מאוד. התהליך מתחיל בכך שהדלק והמחמצן באים במגע זה עם זה. זה נעשה בדרך כלל על ידי החדרת הדלק לתא שבו הוא מעורבב עם אוויר. הדלק והמחמצן מגיבים ליצירת תערובת של רדיקלים, שהם מולקולות תגובתיות מאוד. רדיקלים אלה מגיבים זה עם זה ויוצרים מולקולות יציבות יותר, כמו פחמן דו חמצני ומים. ככל שהתגובה מתמשכת, משתחרר חום, מה שגורם לטמפרטורה של התערובת לעלות.

תפקידו של חום בעירה

לחום תפקיד חשוב בתהליך הבעירה. ככל שהטמפרטורה של התערובת עולה, קצב התגובה עולה, מה שמוביל לקצב בעירה מהיר יותר. זו הסיבה שחשוב לשלוט בטמפרטורת התערובת על מנת להבטיח תהליך בעירה בטוח ויעיל.

הלהבה

החום שנוצר בתהליך הבעירה נראה בדרך כלל כלהבה. הלהבה היא תערובת של גזים חמים, כגון פחמן דו חמצני ואדי מים, הנוצרים מהתגובה. צבע הלהבה תלוי בדלק ובחומר המחמצן שבהם נעשה שימוש.

תוצרי הבעירה

תוצרי הבעירה הם המולקולות שנוצרות כאשר הדלק והמחמצן מגיבים. במקרה של דלקים פחמימניים, המוצרים הם בדרך כלל פחמן דו חמצני ומים. ניתן לייצר גם מוצרים אחרים, כגון תחמוצות חנקן ותחמוצות גופרית, בהתאם לדלק ולמחמצן שבהם נעשה שימוש.