احتراق یک عمل شیمیایی |

احتراق یا سوختن یا سوزش نتیجهٔ یک فرایند شیمیایی گرمازا میان یک مادهٔ سوختنی و عامل اکسیدکننده است که با تولید گرما و تغییر شیمیایی مواد اولیه همراه می‌شود. آزاد کردن گرما می‌تواند با تولید نور به صورت شعله باشد. مواد سوختنی پر کاربرد معمولاً از ترکیب‌های آلی (به ویژه هیدروکربن‌ها) به صورت گازی، مایع یا جامد درست شده‌اند. همان‌طور که گفته شد، سوختن یک نوع واکنش اکسایش است؛ اما به خاطر سرعت بالای واکنش که منجر به تولید گرمای زیاد در زمان اندک و بالا رفتن دمای محیط واکنش و ایجاد نور و شعله می‌شود- در دسته‌ای خاص قرار می‌گیرد.
سوختن واکنشی است که در آن ماده ای با سرعت زیاد با اکسیژن ترکیب شده و علاوه بر تولید ترکیب‌های اکسیژن دار گرما، نور نیز تولید می‌کند.

احتراق کامل

احتراق کامل زمانی اتفاق می افتد که مقدار کافی اکسیژن وجود داشته باشد. احتراق کامل اغلب با تولید شعله آبی مشخص می شود و از آنجا که مواد سوختنی به طور کامل سوخته می شوند، هیچ دودی تولید نمی شود بدین معنی است که احتراق کامل برای محیط زیست بسیار تمیز تر از احتراق ناقص است. محصولات تولید شده از احتراق کامل بخار آب و دی اکسید کربن است.

احتراق ناقص

احتراق ناقص زمانی اتفاق می افتد که مقدار کافی اکسیژن وجود نداشته باشد. محصولات تولید شده از احتراق ناقص بخار آب و منوکسید کربن است. احتراق ناقص نه تنها انرژی کمتری نسبت به احتراق کامل تولید می کند، بلکه می تواند تولیدات سمی مانند مونوکسید کربن (CO) تولید کند. مونوکسید کربن خطرناک است، زیرا بی رنگ و بی بو است. احتراق ناقص اغلب با تولید شعله زرد یا نارنجی مشخص می شود. همه مواد سوختنی در احتراق ناقص نمی سوزند.

موتور احتراق داخلی چگونه کار می کند؟

احتراق که سوختن هم نامیده می‌شود، فرآیند شیمیایی برای آزادسازی انرژی از ترکیب سوخت و هوا است. در موتور احتراق داخلی (ICE)، احتراق سوخت در خود موتور اتفاق می‌افتد. در نتیجه موتور با انرژی حاصل از احتراق شروع به کار خواهد کرد. موتور از یک سیلندر ثابت و یک پیستون متحرک تشکیل شده است. گازهای احتراق در حال انبساط به پیستون فشار وارد می‌کنند تا میل لنگ را بچرخاند. درنهایت از طریق سیستم دنده‌ها در پیشرانه، حرکت چرخ‌های خودرو شروع می‌شود.
امروزه دو نوع موتور احتراق داخلی در حال تولید هستند. این دو نوع شامل موتور بنزینی با احتراق جرقه‌ای و موتور دیزلی با احتراق تراکمی می‌شود. بیشتر اینها موتورهای چرخه چهار زمانه هستند که در سیستم آن‌ها برای تکمیل چرخه به چهار کورس پیستون نیاز است. این چرخه شامل چهار فرآیند مختلف مکش هوای موتور، فشرده سازی، احتراق، سیکل احتراق و اگزوز می‌شود.
موتورهای دیزلی با اشتعال جرقه‌ای، از نظر نحوه تامین و احتراق سوخت با سیستم‌های احتراق تراکمی متفاوت هستند. در موتور جرقه‌ای، سوخت با هوا مخلوط شده و طی فرآیند مکش به داخل سیلندر وارد می‌شود. پس از این که پیستون مخلوط سوخت و هوا را فشرده می‌کند، جرقه آن را مشتعل کرده و احتراق شروع می‌شود. انبساط گازهای حاصل از احتراق، پیستون را در حین سیکل احتراق فشرده می‌کند. در موتورهای دیزلی هوا به موتور وارد و سپس فشرده می‌شود. موتورهای دیزلی سوخت را با سرعت مناسب و اندازه‌گیری‌شده به هوای فشرده داغ می‌پاشند و باعث مشتعل شدن آن می‌شوند.

سه آلاینده سمی شناخته شده که محصول احتراق ناقص هستند چیست؟

این محصولات شامل: الف) مونوکسیدکربن ب) هیدروکربن های نسوخته ج) اکسید های نیتروژن می باشند که علاوه بر این موارد نام برده شده سمی، می‌توان به مقادیری اکسید های سولفور و ذرات معلق نیز اشاره نمود.
مونوکسیدکربن( CO2): گازی است که براثر سوختن ناقص کربن به وجود می‌آید. این گاز بسیار سمی است اما رنگ و بوی خاصی ندارد بنابراین با حس های بدنی قابل تشخیص نیست به همین دلیل کربن مونوکسيد قاتل نامرئی نامیده می‌شود. میل ترکیبی کربن مونوکسید با هموگلوبین خون حدود ۲۵۰ برابر بیشتر از میل ترکیب گاز اکسیژن است. در خون انسان حدود پنج درصد کربن مونوکسید وجود دارد اما اگر این مقدار به ۲۰ درصد برسد باعث مرگ خواهد شد.
– NO : در جریان احتراق از ترکیب ازت و اکسیژن هوا در درجه حرارت بالا و به خصوص در موتور های احتراق داخلی تشکیل می گردد و پس از ورود به هوا به سرعت تبدیل به NO2 می شود.
– HC : انتشار زیاد همیشه نشانه ای از احتراق ضعیف سخت است.