Comustion

proceso térmico de mayor interés práctico por su escala de utilización mundial.

1. EL PROCESO DE COMBUSTIÓN

1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES

Se define como la reacción química exotérmica auto mantenida por conducción de calor y fusión de especies. Sus aplicaciones se pueden resumir en: Calefacción de habitáculos (hogueras, estufas, calderas), Producción de electricidad (centrales térmicas), Propulsión (motores alternativos, turbinas de vapor, turbinas de gas). Procesamiento de materiales (reducción de óxidos, fundición, cocción, secado), Eliminación de residuos (incineración de basura), Producción de frío (frigoríficos de absorción), Control de incendios (barreras cortafuegos, materiales ignífugos), iluminación (hasta finales del siglo XIX era el único método de luz artificial).

El proceso de combustión es el más importante en ingeniería porque todavía hoy, aunque tiende a disminuir (96 % en 1975, 90 % en 1985, 80% en 1995), la mayor parte de la producción mundial de energía se hace por combustión de petróleo, carbón y gas natural (combustibles fósiles). Además, no sólo es importante estudiar la combustión controlada de los recursos primarios usados en la producción de trabajo y calor, sino que también es preciso estudiar los procesos de combustión incontrolada (fuegos) para tratar de prevenirlos y luchar contra ellos;

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además, cada vez es más importante analizar la combustión controlada de materiales de desecho (incineración), con el fin de minimizar la contaminación ambiental.

La combustión (quemar algo) es un proceso tan fácil de realizar porque genera mucha entropía y por tanto su viabilidad (tendencia a reaccionar) es muy alta; mucha energía ordenada en los enlaces químicos pasa bruscamente a energía térmica (desordenada) de las partículas producidas. De hecho, el mundo que nos rodea está integrado por mezclas reactivas (p.ej. el mobiliario o la vestimenta y el oxígeno del aire ambiente) en equilibrio meta estable, y a veces basta con forzar localmente la reacción (chispa) para que se auto propague, normalmente formando un frente luminoso (llama).

La reacción de combustión se resume de la siguiente manera:

Combustible + Comburente = Productos de combustión

A continuación se describen las características de cada uno de estos tres elementos.

1.2 COMBUSTIBLES

La mayoría de reacciones de combustión tienen lugar entre combustibles fósiles y oxígeno del aire.

En la propulsión de cohetes se utilizan combustibles y oxidantes especiales:

Propulsión con líquidos: hidrógeno y oxígeno líquidos (a temperaturas criogénicas), o queroseno y oxígeno líquido, o dimetilhidracina [NH2-N(CH3)2] y tetróxido de dinitrógeno (N2O4).

Propulsión con sólidos: se usan conglomerados de doble base (combustible y oxidante unidos), como el perclorato amónico (NH4ClO4).

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