Pojednostavljeno, izgaranje znači gorjeti. Da bi se proces izgaranja odvijao, potrebni su gorivo, kisik i izvor topline za paljenje za pokretanje kemijske lančane reakcije; u logorskoj vatri, na primjer, drvo je gorivo, okolni zrak osigurava kisik, a šibica ili upaljač mogu zapaliti vatru. Povećanje bilo kojeg od ovih elemenata će povećati intenzitet vatre, dok će eliminiranje bilo kojeg od njih uzrokovati zaustavljanje procesa. Ako je logorska vatra zagušena vodom ili prljavštinom, na primjer, kisik više ne može doći do topline i goriva, te se gasi.
Gorivo
Gorivo je tvar koja gori tijekom procesa izgaranja. Sva goriva sadrže kemijsku potencijalnu energiju; to je količina energije koja će se osloboditi tijekom kemijske reakcije. Koliko energije tvar oslobađa pri izgaranju naziva se toplinom izgaranja. Svako gorivo ima specifičnu energetsku gustoću, odnosno koliko se megadžula (MJ) energije proizvodi po kilogramu (kg) tvari; metan, na primjer, ima energetsku gustoću od 55.5 MJ/kg, što znači da može opskrbiti više energije od sumpora s 9.16 MJ/kg.
Kao goriva mogu se koristiti razne tvari, ali ugljikovodici su neki od najčešćih. To uključuje metan, propan, benzin i mlazno gorivo, da spomenemo samo neke; sva fosilna goriva, uključujući ugljen i prirodni plin, su ugljikovodici. Druge tvari koje se obično koriste kao goriva uključuju vodik, alkohol i biogoriva, poput drveta.
Tijekom izgaranja gorivo se pretvara u toplinu i ispušne plinove. Kada benzin gori, na primjer, proizvodi vodu (paru), ugljični dioksid, dušik, ugljični monoksid i druge elemente. Izgaranje također može osloboditi čestice, koje su sitne čestice koje lebde u zraku; one koje se oslobađaju izgaranjem fosilnih goriva i drva često doprinose onečišćenju zraka. Ispuh se, međutim, može koristiti u korisne svrhe, kao što je pružanje potiska koji gura raketu u zrak. Većina ispušnih plinova je u obliku plina zbog topline koju proizvodi proces izgaranja, ali također može biti u tekućem ili krutom obliku.
Kisik
Da bi gorivo izgorjelo u procesu izgaranja, mora imati i kisik. Najčešći izvor je zrak koji sadrži oko 21% kisika. Drugi izvori, često poznati kao oksidanti ili oksidirajuća sredstva, uključuju vodikov peroksid, kalijev nitrat i mnoge druge. Kada se oksidacijsko sredstvo unese u gorivo, ono oslobađa kisik i može povećati brzinu kojom vatra gori.
Poput goriva, kisik ne mora biti u plinovitom obliku, iako je to vrlo uobičajeno. U krutoj raketi, na primjer, čvrsti oksidator se miješa s gorivom kako bi se stvorilo pogonsko gorivo, koje gori kada se zapali i tjera raketu naprijed. Space shuttle i druge letjelice koriste tekući kisik kao dio procesa izgaranja.
Kada vatra nema dovoljno kisika, ne izgara u potpunosti. Ovo nepotpuno izgaranje proizvodi ugljični monoksid, ugljik (čađu) i druge čestice koje kontaminiraju zrak. Nepotpuno izgaranje u kaminu ili peći kuće može osloboditi otrovne plinove i biti vrlo opasno.
vrućina
Toplina ili paljenje je ono što pokreće proces izgaranja. Budući da se toplina također proizvodi kada nešto izgori, nakon što proces započne, dodatna toplina nije uvijek potrebna za održavanje kemijske lančane reakcije. Početna iskra koja pokreće kemijski proces može biti uzrokovana plamenom, trenjem ili čak toplinom sunca.
U slučajevima spontanog izgaranja, fermentacija ili oksidacija mogu stvoriti dovoljno topline za pokretanje požara. U kompostnoj hrpi, na primjer, bakterije mogu početi razgrađivati organske spojeve, stvarajući dovoljno topline i kisika da izazovu izgaranje. Neki materijali – nazvani piroforne tvari – zapale se kada su izloženi zraku ili vodi; fosfor i plutonij su dva primjera. Kada ovi materijali naiđu na izvor goriva, mogu izazvati požar koji je vrlo teško ugasiti.
Kontroliranje procesa izgaranja
Kako su sva tri dijela potrebna za izgaranje, povećanje ili smanjenje bilo kojeg od njih će utjecati na proces. Povećanje količine kisika dodanog u vatru korištenjem oksidacijskog sredstva, na primjer, ubrzat će vatru. Uklanjanje ili smanjenje izvora goriva će ga smanjiti ili će se ugasiti.
Postoje tri osnovna načina za zaustavljanje procesa izgaranja:
odnijeti gorivo,
ukloniti kisik,
i/ili oduzeti toplinu.
Izgaranje se također može zaustaviti zaustavljanjem kemijske lančane reakcije koja stvara plamen. Ovo je posebno važno kada određeni metali – poput magnezija – gore jer dodavanje vode u vatru samo će je ojačati. U takvim slučajevima za zaustavljanje reakcije koriste se suhe kemikalije ili halometani.
Koji od ovih je najbolji način za zaustavljanje požara ovisi o vrsti i veličini požara. U požaru u kući, na primjer, vatrogasci koriste vodu ili pjenu kako bi spriječili kisik da dođe do goriva i snizili temperaturu. Dok se voda može koristiti za šumu ili požar, uklanjanje novog goriva za vatru čišćenjem grmlja i mrtve vegetacije s područja često je važan dio zaustavljanja požara.