Сгорание газового топлива

  Горение газообразного топлива представляет собой сочетание следующих физических и химических процессов: смешение горючего газа с воздухом, подогрев смеси, термическое разложение горючих компонентов, воспламенение и химическое соединение горючих элементов с кислородом воздуха, сопровождаемое образованием факела (пламени) с интенсивным тепловыделением.
  Устойчивое горение газовоздушной смеси возможно при непрерывном подводе к фронту горения необходимых количеств горючего газа и воздуха, их тщательном перемешивании и нагреве до температуры воспламенения или самовоспламенения.
  Воспламенение газовоздушной смеси может быть осуществлено:

• нагревом всего объема газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения. В этом случае газовоздушная смесь воспламеняется и горит без постороннего источника зажигания. Такой способ применяют в двигателях внутреннего сгорания, где газовоздушную смесь нагревают быстрым сжатием до определенного давления;
• применением посторонних источников зажигания (высоконагретых тел, запальников и т.д.). В этом случае до температуры воспламенения нагревается не вся газовоздушная смесь, а часть ее. Данный способ применяется при сжигании газов в горелках газовых приборов;
• существующим факелом (пламенем) непрерывно в процессе горения.

  Для начала реакции горения газообразного топлива следует затратить определенное количество энергии, необходимой для разрыва молекулярных связей и создания новых.
  Молекулы газа и воздуха находятся в постоянном хаотическом движении, сопровождающемся столкновениями. Кинетическая энергия молекул пропорционально абсолютной температуре газов. Энергия столкновения возрастает с повышением абсолютной температуры. При  температуре воспламенения сила удара такой молекулы о встречную так велика, что связи между атомами не выдерживают, и молекула распадается на атомы. При соединении горючих (углеродов, водород) атомов с кислородом выделяется дополнительная энергия, температура молекул повышается, и процесс горения приобретает цепной характер с все возрастающей скоростью до полного соединения кислорода с горючими компонентами газа.
  Химическая формула сгорания газового топлива с указанием всего механизма реакции, связанного с возникновением и исчезновением большого количества свободных атомов, радикалов и других активных частиц, сложна. Поэтому для упрощения пользуются уравнениями, выражающими начальное и конечное состояния реакции горения газа.
  В практических условиях сжигания газа кислород берется не в чистом виде, а входит в состав воздуха.
  Так как воздух состоит по объему на 79% из азота и на 21% из кислорода, то на каждый объем кислорода требуется 100:21=4,76 объема воздуха или 79:21=3,76 объема азота.