Alev ve Parlama Noktası

Alev ve parlama noktası



Kesin bir tanım verilememesine karşın alev, genel olarak, yüksek sıcaklıkta ısının serbest kalmasıyla bağlantılı olan yanma biçiminde tanımlanır Alev, molekül uyarımı yaratıp ışık ve ısı yayan tepkimeler biçiminde kimyasal süreçler içerir Aynı zamanda hem madde, hem enerji aktaran fiziksel süreçleri de kapsar Isının serbest bırakılması kimyasal bağlantıdaki değişiklikler nedeniyle olur Yakıt ve yakıcının her MOLEKÜL'ü, moleküldeki belirli bir enerji düzeyine karşılık olan ELEKTROSTATİK nitelikteki kuvvetlerin birarada tuttuğu ATOM'lardan oluşur Moleküle aynı miktardaki enerji sağlandığında bağlar kopar, atomlar kendilerini yeniden düzenlemek için serbest kalır ve fazla BAĞLANMA ENERJİSİ'ni açığa çıkartarak yeni bir düzen içinde biraraya gelirler Örneğin, doğal gaz metan (CH4), oksijen ile yakıldığında, aşağıdaki tepkime görülür:
CH4 + 20,---> C02 + 2H2O
metan oksijen karbon su

Yanma sonucu ortaya çıkan gazların toplam enerjisi, yakıt ve oksijeninkinden daha azdır Bu enerji farkı alev içinde ısı ve ışık olarak serbest kalmaktadır
Yukarıdaki yanma denklemi, yalnız başlangıç ve sonuçtaki maddeleri göstermektedir Yanma tepkimesi ardışık aşamalar dizisinden oluşur Bu aşamalar, başka tepkime aşamalarına yol açan, kısmi yükselt-genme ürünü, kararsız ve anlık oluşumlardan meydana gelir Uyarılmış kısmi ürünlerin titreşimleri alevden yayılan ışığın rengini belirler Bazı durumlarda alev rengi gözlenerek, yanan maddenin ne olduğu anlaşılabilir

Alev çeşitleri: Alevler, genellikle önceden karışmış ve yayınma (difüzyon) olarak sınıflandırılır İlk türde, yakıt ve yakıcı önce karışır, sonra alevle karşı karşıya kalır, (çabuk ve eğer karışım oranı uygunsa) tamamen yanar, öte yandan, yayınma alevinde yakıt, yakıcı ile yalnız alevde karşılaşır Karışımdaki yanma derecesi, kimyasal tepkimeden çok, fiziksel karışma derecesince denetlenir

İki çeşit alev de BUNSEN BEKİ'nde gösterilerek tanıtılabilir Aşağıdaki gaz memesine gelen havayı ayarlayarak ,tam yanma için yetersiz ölçüde hava verilirse, gaz-hava karışımı önceden karışmış konik bir alevle yanar Bu, yakıt bakımından zengin olduğundan, sonradan atmosfer havası ile karışarak dışta yayınma alevine yolaçar Gerçekte, bunsen beki'nin üstüne bağlanmış bir cam tüpten oluşan Smithell ayı-rıçısıyla, iki alev birbirinden ayrılabilir Bir mum fitili ya da sıvı yakıttan ıslanan fitil de yayınma türü bir alev meydana getirir Çıkan yanma ısısı, fitil yüzeyinden sürekli yakıt buharı sağlar

Yaygın yakıt türlerinin çoğu, hidrojen ve karbon, bileşiklerinden oluşur Bazen bileşikte gaz; sıvı ya da katı halde oksijen de bulunur, önceden karışmış alevler, karbon monoksitin (CO), yanarak karbon dioksite (C02) dönüşmesinin son aşaması nedeniyle mavi olma eğilimindedir Yayınma alevleri ise, alevdeki karbon taneciklerinden çıkan ışınım nedeniyle sarı, parlak ve bazen dumanlıdır Serbest karbon, anında yanma için yeterli oksijenin bulunmadığı yüksek sıcaklıkta, yakıt moleküllerinin parçalanmasıyla oluşur Buhar kazanı ve fırın gibi ısı aktarıcı düzenlerde ısıyı çok yayan alevler gerekir Ama ISI MA-KÎNALARI gibi, enerjinin duyarlara aktarılmaktan çok, gaz akıntısında kalması gereken iş aktarma aygıtlarında tam tersi geçerlidir

Alevin yükselmesi: Alev, yanmamış karışımdan hem ısı ve hem de «aktif kökler Tutuşma: Alevi başlatmak için, daha önce özetlendiği gibi yakıt ve yakıcı moleküllerindeki kimyasal bağları koparacak düzeyde enerji sağlamak gerekir Bu enerji bir kılavuz alev ya da kıvılcımla sağlandığında, tutuşmaya zorlanmış denir Yakıt buharı ve yakıcı (örneğin hava) karışımı, tutuşucu olarak tanımlanır Buhar-hava karışımının tutuşucu duruma getirilmesi amacıyla sıvı yakıt, havada yüzeyin hemen yukarısında ancak yeterli buhar elde edilecek biçimde ısıtıhrsa, sıvı yakıt sıcaklığı o yakıtın parlama noktası diye nitelenir Bu, birçok akaryakıt ve çözücünün kullanılmasında önemlidir ve parlama noktasının belirlenmesi için standart deneyle- geliştirilmiştir

Uygulamada, akaryakıtların çoğu için buhar-hava karışımı, yakıt buhar derişikliğinin hacimce % 1 olması halinde tutuşucu duruma gelir Bütün bu yakıtlar için söz konusu olmasına karşın, bu yakıt derişikliğine hangi sıcaklıkta ulaşıldığı yakıtın uçuculuğuna bağlıdır Daha ağır ve daha karmaşık yakıtlar daha az tutuşucudur Çünkü tutuşturulmadan önce daha yüksek sıcaklıklara ısıtılmaları gerekir

Tutuşturma enerjisi, bir kılavuz alev ya da kıvılcım olmaksızın yalnız ısı ya da basınç olarak sağlandığında, yakıt ve atmosfer oksijeni, karışımda eşanlı olarak etkileşir Buhar-hava karışımının sıcaklığı yakıtın kendiliğinden tutuşma sıcaklığı (Tsp)diye nitelenir Daha hafif ve yalın yakıtlar, molekülleri daha yoğun ve kimyasal kopmaya yol açan ısıl uyarıya daha dayanıklı oldukları İçin daha yüksek Tsp gösterirler Daha ağır, daha karmaşık yakıtlar daha kolay tutuşabilir Çünkü daha düşük sıcaklıklarda ve basınçtan tutuşurlar

Alevin sıcaklığı:Alev içinde ulaşılan sıcaklık, kimyasal ve fiziksel etmenlerin sonucudur «Çıkan ısı, yanma sürecinin (yakıt karışımının ısıl değeri) kimyasal bir fonksiyonu olarak bilinir Çevreye hiç ısı yitimi olmazsa, bütün bu yanma ısısı, yanma sonucu oluşan gazlarca emilir Sonuçta, ortaya çıkan sıcaklık böylece özgül ısının, yani her ürünün birim kütlesinin bir derece yükseltilmesi için gerekli ısının, bilinen fiziksel özelliklerine bağlı olmaktadır


Alev sıcaklığına kimyasal etkilerin olduğu kadar fiziksel etkilerin de katkısı bulunması nedeniyle, yanma sıcaklığı değerlerinin yakıtın ısıl değerlerini izlemesi gerekmez, örneğin asetilen, hidrojen, hava gazı ve metan için yanma sıcaklıkları sırayla şöyledir: 2320°C, 2050°C, 1920°C ve 1890°C Ama ısıl değerleri aynı sırayı izlemez Bu durum, gaz kaynağında asetilenin, metana neden yeğ tutulduğunu açıklar Asetilen ısıl değeri daha düşük olduğu halde, daha yüksek sıcaklıkta yanar