MAKALELER / YANMA NASIL OLUR, YANMA NEDİR?
YANMA İŞLEMİNE KİMYASAL BAKIŞ
Oksijen yakıcı özelliği olan gazdır.Yani bir nevi kibrit gibidir.Ancak etkisi çok düşüktür.
Yani hidrokarbon tipi ve bünyesinde karbon ve Hidrojen bağlarına sahip gazlarda ortamı hareketlendirici ve kinetik enerji kazandırıcı bir özelliği vardır.Fakat normal şartlardaki sıcaklıklarda onlarla bağ oluşturmaya kalkışması ihmal edilecek düzeydedir.
Eşik düzeyi dediğimiz alevlenme noktası yakınlarında yada bu işi kibrit alevi görecekse…
Arkadaşlarında ifade ettiği gibi kovalent bağ dışardan enerjiyi çekerek bünyesinde daha güçlü bağ yapmak isteyecektir.Yani karbon ve hidrojen her ikiside bu sıcaklıkta oksijenle birleşmek için aradaki bağı terk edip ,daha kararlı durum olan Oksijenle birleşecektir.Karbon ve Hidrojen arasındaki bağ çözülmesi çevreye enerji salacaktır.Bağ çözülmesi ile Birleşikleri birbirine bağlayan elektron yörüngelerindei fermi enerji değişimleri Foton denilen parçacıkların aldıkları enerji kadar dış dünyaya yayılmasına yol açacaktır.
Bir elektrik telinde çap küçülmesi ve Voltaj büyümesi sonucu telin elektronlarının çevrelerine ve birbirine çarpışarak kızarmaları ve yüksek sıcaklığa erişmeleri ve çevrede bulunan oksijeni tele çekerek Oksitlenme başlatarak yanma olayını başlatmaları gibi ,bağ enerjisi çözülmesi sonucu birleşiğin ısınması ve kırmızıya yakın ışık saçarak çevrelerini ısıtmaları ve iyonize etmeleri ,gazlaşmanın sıcaklık etksiyle artmasıyla reaksiyona katılan hidrokarbon sayısının exponansiyel artması bir anda hızlı alevlenme ve çevreye yayılma denilen olayı meyada getirecektir….
Likit ise bu sıvı ve gaz dengesi oluştuğunda yanma stabil yani sabit bir forma dönüşecektir.
Şimdi içi üçaklarda kullanılan kerozen yakıtı sıvısı dolu bir kovayı ele alalım...Normal 25 derece sıcaklıkta ve atmosferde çokda az olsa yüzeyinde bir gazlaşma vardır. Kerosenin kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 228 derecedir.
Bu Pensky Marten kapalı kap alevlenme noktası cihazı ile yapılan deneylerde bulunmuş değerlerdir.
Görüleceği gibi yanma denilen şey bu şartlarda oluşmayacaktır. Gaz içindeki yerel sıcaklığı...anlık tutuşma sıcaklığına ....eriştirecek bir ateşleme kaynağına ihtiyaç vardır. Bunuda bildiğimiz kibrit alevi yapar.Çok az zamanda alevinin bir bölgesi bu sıcaklığa eriştiğinden kerosen gazı tutuşacaktır.Peki yanma bir anda olup bitecekmidir.hayır yanma sadece Kerosen sıvısının üst kısmında sıcaklık etkisi ile gazlaşma üzerinde devam edecektir.Yani sıvının yanması söz konusu sayılamaz. Sadece ısı etkisiyle buharlaşan kısmı yanmaya katılacaktır.Bunun nedeni nasıl açıklanabilir.
Likitin içine oksijen girmediğinden yanma olayına iştirak edememektedir.
Ağır hidrokarbonlu birleşikler nafta stiren gibi Likitlerin buharlaşma sıcaklıkları yüksek olduğundan likit –gaz fazı geçişi arasında bir denge oluşur...
Aynı şeyi LPG gibi hafif hidrokarbonlu birleşik için söyleyemeyiz.. buharlaşma sıcaklıkları çok düşük yani –100 derecelerde başladığından ...
Yanma başladığı anda gaz fazına çok hızlı geçiş olduğundan 100 tonluk bir tankın anında infilak etmesine neden olacaktır.
Aynı şey likitler için geçerli değildir.likitler eğer atmosfere açıksa belli bir süre sonra yanma kontrollü hale gelir.
Açık kapta likitten gaz fazına genişleyen hacim arasına oksijeni aldığından ..bu çekiş yanmanın kinetiğinin tuturduğu sabit bir orandır ve yanma stabil bir şarta oturur..burası yanmanın kontrol edildiği bir noktadır.
Eğer dışarıdan bir Fan vasıtasıyla daha fazla bir hava üflenirse ( ki bu akışa turbulent karakterdedir-yani akış girdaplı bir şekilde vortex ler yaratarak –atmosferin kendi içinde oluşan bu akışkana karşı gösterdiği dirence saçılma hareketi yapar ) alevin parladığı ve Yanmanın genişlediği görülecektir.
Bu tip yanma kontrolsuz ise istenmez.Çünkü vereceği zarar büyüktür. Halbuki kontrollu bir yanma odasında ise verim artışına neden olacağı için tercih edilir.
Hava miktarı artırıldıkca bu sefer yanmada azalma gözlenir.çünkü birim yakıt parçacığı ile birleşecek miktar artık geçilmiş ve hatta aradaki boşluklara da dolarak hacimdeki yakıt oranının düşmesine yani fakir yakıt karışımına neden oldmaktadır.
Aynı şekilde Üflenen hava miktarını sabit tutarak ,gaz fazındaki yakıtı azdan çoğa doğru artırırsak ...yanmanın azdan çoğa doğru bir artış gösterdiği sonra tekrar azaldığını görürüz....Bu bize yanmanın Optimal bir noktası olduğunu göstermektedir.
Bu optimal nokta bir alt ile bir üst sınıra sahiptir.Bu sınırlar arasında yanma en iyi bölgededir.Bu bölge sıcaklık yani tav sıcaklığına bağlı olarak biraz daha daralabilir...yada genişleyebilir.
Yanmanın devamının yani belli bir statik basıncın oluşturulması istenen gaz türbini motorlarında bu bölgede çalışarak ,yanma plazması ile etkin itme sağlanır.Bu bölgenin sağında solunda çalışma alev sönmesi durumu oluşturma olasılığı yüksek olduğundan risk yaratır.
_________________
SOLVER KİMYA
