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Die Verbrennungstechnik unterscheidet zwischen zwei grundsätzlichen Flammentypen: Die beiden folgenden Abschnitte geben einen kurzen Überblick über diesebeiden Flammentypen.

Vormischflammen

Die einfachste Form einer Vormischflamme kann man beobachten, wenn in einem offenen Rohr ein zündfähigen Brennstoff-Luft Gemisch an einem Ende gezündet wird, und sich eine Flammenfront ausbildet, die sich mit annähernd konstanter Geschwindigkeit im Rohr ausbreitet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flammenfront ist in diesem Fall identisch mit der (experimentellen) laminaren Brenngeschwindigkeit oder Flammengeschwindigkeit, die für ein gegebenes Brennstoff-Luft Gemisch eine charakteristische Größe darstellt. Eine laminare Vormischflamme zeichnet sich daher durch eine Flammenfront endlicher Dicke, die mit sich mit einer charakteristischen Geschwindigkeit in das Reaktionsgemisch hinein bewegt. Ist das Strömungsfeld, in das sich die Reaktionsfront hinein bewegt nicht ruhend oder laminar sondern turbulent läßt sich eine turbulente Flammenausbreitung beobachten und messen. Während die laminare Flammengeschwindigkeit jedoch eine nur von Brenngasart, Gemischzusammensetzung und thermodynamischem Zustand des Gemisches abhängige Größe darstellt, ist die turbulente Flammengeschwindigkeit zusätzlich in starkem Maße von Strömungszustand und -struktur abhängig. Bekannte Beispiele für laminare Vormischflammen sind (unter speziellen Bedingungen) Bunsenbrenner, wie sie in vielen Laboratorien Verwendung finden, oder Gasherdflammen. Turbulente Vormischflammen werden eingesetzt, wenn eine intensive Verbrennung in einem möglichst kleinen Volumen erzielt werden soll. Bekanntestes Beispiel ist die Verbrennung im Otto-Motor, wo ein vorverdampftes, vorgemischtes Benzin-Luft Gemisch aus dem Vergaser in den Zylinder gesaugt und durch einen Zündfunken gezielt gezündet wird. Gegenüber der Verbrennung in Diffusionsflammen hat die Vormischverbrennung den Vorteil, daß sie weitgehend rußfrei verläuft, da die Stöchiometrie durch die Gemischzusammensetzung vorgegeben ist. Die Vormischung ist jedoch auch der Grund weshalb Vormischflammen in der Technik weniger häufig eingesetzt werden als Diffusionsflammen, da erhöhte Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen, damit das vorgemischte explosionsfähige Gemisch unmittelbar nach der Mischung auch verbrennt.
Bunsenflamme

In der obigen Abbildung ist eine Bunsenbrennerflamme sowie der Verlauf von Temperatur und Konzentrationen durch die Flammenfront schematisch dargestellt. Das kalte Reaktionsgemisch wird dabei zunächst durch Wärmeleitung aus der heißen Reaktionszone bis zu einer Zündtemperatur aufgewärmt, ab der es dann nennenswert zu reagieren beginnt. Diese (nahezu) inerte Zone vor der eigentlichen Reaktionszone bezeichnet man Vorwärmzone. In der sehr viel dünneren Reaktionzone findet dann der vollständige Umsatz des Brennstoffes mit dem Sauerstoff der Luft zu den Produkten CO2 und H2O sowie den stabilen Zwischenprodukten CO und H2 statt. Letztere werden dann in der Ausbrandzone der Flamme, je nach Sauerstoffangebot zu CO2 und H2O aufoxidiert. Vernachlässigt man Wärmeverluste durch z.B. Strahlung liegt am Ende der Ausbrandzone die (adiabate) Gleichgewichtszusammensetzung und Temperatur vor.

Diffusionsflammen

In vielen technischen Verbrennungsprozessen wird der Brennstoff und der Sauerstoff dem Brennraum getrennt zugeführt. Bekannte Beispiele sind die Verbrennung im Dieselmotor, in vielen industriellen Feuerungen sowie in Strahltriebwerken. Bevor die Verbrennungsreaktionen stattfinden können, müssen die Reaktionspartner molekular in stöchiometrischem Verhültnis gemischt sein. Da die Mischung durch Diffusion bewirkt wird, heißen Flammen dieser Art Diffusionsflammen. Ist das Strömungsfeld laminar, spricht man von laminaren Diffusionsflammen.Kerzenflamme

Eine der bekanntesten Erscheinungsformen der laminaren Diffusionsflamme ist die Kerzenflamme. Die Wärmeabgabe der Flamme läßt das Paraffin (Kerzenwachs) zunächst schmelzen und schließlich am Docht der Kerze verdampfen. Das gasförmige Paraffin kann dann in die umgebende Luft diffundieren. Die Verbrennung findet in guter Näherung am Ort stöchiometrischer Mischung statt, wodurch sich eine Flammenfrontfläche ausbildet, in deren unmittelbarer Umgebung Brennstoff und Sauerstoff vollständig verbraucht werden. Die beiden Reaktionspartner werden kontinuierlich durch Diffusion und Konvektion nachgeliefert, während die Reaktionsprodukte von der Flammenfläche weg in das Innere der Flamme und in die Umgebung transportiert werden. Die obige Abbildung zeigt schematisch die Temperatur- und Konzentrationsverläufe in der Nähe der Flammenfront. Das typische gelbe Leuchten der Flamme resultiert von der Strahlung, die von mikroskopisch kleinen Rußpartikeln emittiert werden. Diese werden im fetten Bereich der Flamme gebildet und anschließend durch die Fläche Stöchiometrischer Mischung in den mageren Bereich der Flamme transportiert, wo sie unter sauerstoffreichen Bedingungen wieder verbrennen. Das bekannte Rußen von Kerzenflammen tritt auf, wenn die Verweilzeit der Rußpartikel im Bereich hoher Temperaturen und ausreichend hoher Sauerstoffkonzentrationen zu kurz ist, um sie wieder vollständig zu verbrennen. Die Mischung von Brennstoff und Sauerstoff ist der langsamste Teilvorgang der Verbrennung und somit der geschwindigkeitsbestimmende Schritt. Dieser Umstand wird häufig mit dem Begriff "gemischt = verbrannt" beschrieben. Unter Verwendung dieser Annahme können viele wichtige Eigenschaften von Diffusionsflammen, z.B. die Flammenlänge, sehr gut beschrieben werden, ohne Einzelheiten der chemischen Kinetik zu berücksichtigen. Andere wichtige Phänomene, wie z.B. das Abheben (Verlöschen) von Diffusionsflammen oder Bildung von Schadstoffen (NOx) lassen sich hingegen nur erklären, wenn die dem Verbrennungsvorgang zugrundeliegenden chemischen Reaktionsvorgänge berücksichtigt werden.