दहन

दहन, या जलना, ईंधन (रिडक्टेंट) और ऑक्सीडेंट, सामान्यतः वायुमंडलीय ऑक्सीजन के मध्य उच्च तापमान एक्ज़ोथिर्मिक रेडोक्स रासायनिक प्रतिक्रिया है, जो धुएं के रूप में मिश्रण में ऑक्सीकृत, प्रायः गैसीय उत्पादों का उत्पादन करती है। दहन से सदैव आग नहीं लगती है, क्योंकि ज्वाला केवल तभी दिखाई देती है जब दहन से गुजरने वाले पदार्थ वाष्पीकृत हो जाते हैं, लेकिन जब ऐसा होता है, तो लौ प्रतिक्रिया का विशिष्ट संकेतक है। जबकि सक्रियण ऊर्जा कोयला दहन प्रारम्भ करने के लिए दूर किया जाना चाहिए (उदाहरण के लिए, आग को जलाने के लिए जलती हुई माचिस का उपयोग करना), लौ से निकलने वाली गर्मी पर्याप्त ऊर्जा प्रदान कर सकती है।

दहन प्रायः प्राथमिक प्रतिक्रिया रेडिकल का जटिल अनुक्रम होता है। ठोस ईंधन, जैसे लकड़ी और कोयले, पहले गैसीय ईंधन का उत्पादन करने के लिए एंडोथर्मिक पायरोलिसिस से गुजरते हैं, जिसके दहन के पश्चात उनमें से अधिक उत्पादन के लिए आवश्यक गर्मी की आपूर्ति होती है। दहन प्रायः इतना गर्म होता है कि सुलगने या लौ के रूप में उद्दीप्त प्रकाश उत्पन्न होता है। जल वाष्प में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के दहन में सरल उदाहरण देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जो सामान्यतः रॉकेट इंजन को ईंधन देने के लिए उपयोग की जाती है। यह प्रतिक्रिया 242 kJ/mol (किलोजूल / इकाई (इकाई) ऊष्मा मुक्त करती है और तदनुसार (स्थिर तापमान और दबाव पर) तापीय धारिता को कम करती है:


 * 2H_2(g){+}O_2(g)\rightarrow 2H_2O\uparrow

हवा में उत्प्रेरित दहन के लिए अपेक्षाकृत उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। पूर्ण दहन ईंधन से संबंधित स्टोइकोमेट्रिक है, जहां कोई शेष ईंधन नहीं है, और आदर्श रूप से, कोई अवशिष्ट ऑक्सीडेंट नहीं है। थर्मोडायनामिक रूप से, हवा में दहन का रासायनिक संतुलन उत्पादों के पक्ष में अत्यधिक होता है। चूँकि, पूर्ण दहन प्राप्त करना लगभग असंभव है, क्योंकि रासायनिक संतुलन आवश्यक नहीं है, या इसमें कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन और यहां तक ​​कि कार्बन (कालिख या राख) जैसे असंतृप्त उत्पाद हो सकते हैं। इस प्रकार, उत्पादित धुआं सामान्यतः जहरीला होता है और इसमें बिना जले या आंशिक रूप से ऑक्सीकृत उत्पाद होते हैं। वायु मंडल की हवा में उच्च तापमान पर कोई भी दहन, जो कि 78 प्रतिशत नाइट्रोजन है, कई नाइट्रोजन ऑक्साइड की लघु मात्रा भी बनाएगा, जिसे सामान्यतः एनओएक्स कहा जाता है, क्योंकि नाइट्रोजन का दहन थर्मोडायनामिक रूप से उच्च तापमान पर होता है, लेकिन कम तापमान पर नहीं। चूँकि जलाना विरले ही स्वच्छ होता है, इसलिए कानून द्वारा ईंधन गैस की सफाई या उत्प्रेरक परिवर्तन की आवश्यकता हो सकती है।

आग स्वाभाविक रूप से होती है, जो बिजली गिरने या ज्वालामुखीय उत्पादों द्वारा प्रज्वलित होती है। दहन (अग्नि) मानव द्वारा कैम्प फायर और अलाव के रूप में शोध की गई प्रथम नियंत्रित रासायनिक प्रतिक्रिया थी, और मानवता के लिए ऊर्जा उत्पन्न करने की मुख्य विधि बनी हुई है। सामान्यतः, ईंधन कार्बन, हाइड्रोकार्बन, या लकड़ी जैसे अधिक जटिल मिश्रण होते हैं जिनमें आंशिक रूप से ऑक्सीकृत हाइड्रोकार्बन होते हैं। कोयले या तेल जैसे जीवाश्म ईंधन के दहन से या जलाऊ लकड़ी जैसे नवीकरणीय ईंधन से उत्पन्न तापीय ऊर्जा को खाना पकाने, बिजली के उत्पादन या औद्योगिक या घरेलू ऊर्जा जैसे विविध उपयोग है। दहन भी वर्तमान में राकेट को शक्ति देने के लिए उपयोग की जाने वाली एकमात्र प्रतिक्रिया है। दहन का उपयोग गैर-अनर्थकारी और अनर्थकारी दोनों प्रकार के कचरे को नष्ट (भस्म) करने के लिए भी किया जाता है।

दहन के लिए ऑक्सीडेंट में उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है और इसमें वायुमंडलीय या शुद्ध ऑक्सीजन, क्लोरीन, एक अधातु तत्त्व, क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड, नाइट्रस ऑक्साइड और नाइट्रिक एसिड सम्मलित होते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन क्लोरीन में जलकर हाईड्रोजन क्लोराईड बनाता है, जिससे ऊष्मा मुक्त होती है और दहन की प्रकाश विशेषता होती है। चूँकि सामान्यतः उत्प्रेरित नहीं होता, दहन को प्लैटिनम या वैनेडियम द्वारा उत्प्रेरित किया जा सकता है, जैसा कि संपर्क प्रक्रिया में होता है।

पूर्ण
पूर्ण दहन में, अभिकारक ऑक्सीजन में जलता है और सीमित संख्या में उत्पाद बनाता है। जब हाइड्रोकार्बन ऑक्सीजन में जलता है, तो प्रतिक्रिया मुख्य रूप से कार्बन डाइआक्साइड और पानी उत्पन्न करेगी। जब तत्वों को जलाया जाता है, तो उत्पाद मुख्य रूप से सबसे सामान्य ऑक्साइड होते हैं। कार्बन से कार्बन-डाइ-ऑक्साइड, सल्फर से सल्फर-डाइ-ऑक्साइड और आयरन से आयरन (III) ऑक्साइड निकलेगा। जब ऑक्सीजन ऑक्सीकरण होने पर नाइट्रोजन को दहनशील पदार्थ नहीं माना जाता है। ऐसा होने पर, विभिन्न नाइट्रोजन ऑक्साइड की अल्प मात्रा (सामान्यतः नामित NOx|प्रजातियां) तब बनती हैं जब हवा ऑक्सीडेटिव होती है।

दहन अनिवार्य रूप से ऑक्सीकरण की अधिकतम डिग्री के अनुकूल नहीं है, और यह तापमान पर निर्भर हो सकता है। उदाहरण के लिए, सल्फर के दहन से सल्फर ट्राइऑक्साइड मात्रात्मक रूप से उत्पन्न नहीं होता है। प्रजातियां लगभग 2800 F (डिग्री फारेनहाइट) (1,540 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर महत्वपूर्ण मात्रा में प्रदर्शित होती है, और उच्च तापमान पर अधिक उत्पादन होता है।  की मात्रा भी ऑक्सीजन की अधिकता का कार्य है।

अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों और आग में, वायु ऑक्सीजन का स्रोत है I हवा में, ऑक्सीजन का प्रत्येक इकाई लगभग $3.71 मोल$ नाइट्रोजन के साथ मिश्रित होता है। नाइट्रोजन दहन में भाग नहीं लेता है, लेकिन उच्च तापमान पर कुछ नाइट्रोजन NOx थर्मल में परिवर्तित हो जाएगा I  (अधिकतम नाइट्रिक ऑक्साइड, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की बहु अल्प मात्रा के  साथ ) दूसरी ओर, जब ईंधन को पूर्ण रूप से  जलाने के लिए अपर्याप्त ऑक्सीजन होती है, तो कुछ ईंधन कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित हो जाता है, और कुछ हाइड्रोजन अप्रतिक्रियाशील रहते हैं। इसलिए, हवा में हाइड्रोकार्बन के दहन के लिए समीकरणों के  पूर्ण समुच्चय को ईंधन में कार्बन और हाइड्रोजन के मध्य ऑक्सीजन के वितरण के लिए अतिरिक्त गणना की आवश्यकता होती है।

पूर्ण दहन के लिए आवश्यक वायु की मात्रा को शुद्ध वायु के रूप में जाना जाता है. चूँकि, व्यवहार में, उपयोग की जाने वाली हवा शुद्ध हवा की तुलना में 2-3 गुना अधिक होती है।

अपूर्ण
अपूर्ण दहन तब होगा जब कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन करने के लिए ईंधन को पूर्ण रूप से प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं होगी। यह तब भी होता है जब ठोस सतह ज्वाला जाल जैसे ताप सिंक द्वारा दहन बुझाया जाता है। जैसा कि पूर्ण दहन की स्तिथि में होता है, पानी अपूर्ण दहन से उत्पन्न होता है; चूँकि, कार्बन डाइऑक्साइड के अतिरिक्त कार्बन, कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन होता है।

अधिकांश ईंधनों के लिए, जैसे डीजल तेल, कोयला या लकड़ी, दहन से पहले पायरोलिसिस होता है। अपूर्ण दहन में, पायरोलिसिस के उत्पाद बिना जले रहते हैं और हानिकारक कण पदार्थ और गैसों के साथ धुएं को दूषित करते हैं। आंशिक रूप से ऑक्सीकृत यौगिक भी विचार का विषय हैं; इथेनॉल का आंशिक ऑक्सीकरण हानिकारक एसीटैल्डिहाइड का उत्पादन कर सकता है, और कार्बन विषाक्त कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन कर सकता है।

दहन उपकरणों की डिजाइन दहन गुणवत्ता में सुधार कर सकते हैं, जैसे कि तेल का चूल्हा और आंतरिक दहन इंजन है। उत्प्रेरक के पश्चात जलने वाले उपकरणों (जैसे उत्प्रेरक परिवर्तन) या दहन प्रक्रिया में निकास गैसोंकी साधारण आंशिक वापसी द्वारा सुधार प्राप्त किए जा सकते हैं। अधिकांश देशों में कारों के लिए पर्यावरण कानून द्वारा ऐसे उपकरणों की आवश्यकता होती है। कानूनी उत्सर्जन मानकों तक पहुंचने के लिए ताप विद्युत केंद्र जैसे बड़े दहन उपकरणों को सक्षम करने के लिए वे आवश्यक हो सकते हैं।

परीक्षण उपकरण के साथ दहन की डिग्री को मापा और विश्लेषण किया जा सकता है। दहन प्रक्रिया के समय बर्नर की दक्षता का परीक्षण करने के लिए एचवीएसी अनुबंधी, अग्निशामक और इंजीनियर दहन विश्लेषक का उपयोग करते हैं। इसके अतिरिक्त, आंतरिक दहन इंजन की दक्षता को इस प्रकार से मापा जा सकता है, और कुछ अमेरिकी राज्य और स्थानीय नगर पालिकाएं आज सड़क पर वाहनों की दक्षता को परिभाषित करने के लिए दहन विश्लेषण का उपयोग करती हैं।

अपूर्ण दहन से उत्पन्न कार्बन मोनोऑक्साइड
कार्बन-मोनो-ऑक्साइड अपूर्ण दहन के उत्पादों में से है। सामान्य अपूर्ण दहन प्रतिक्रिया में कार्बन निर्गत होता है, जिससे कालिख और धूल बनती है। चूंकि कार्बन-मोनो-ऑक्साइड विषैली गैस है, इसलिए पूर्ण दहन उत्तम है, क्योंकि कार्बन-मोनो-ऑक्साइड से श्वास लेने में भी समस्या हो सकती है क्योंकि यह ऑक्सीजन का स्थान ग्रहण करती है और हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ जाती है।

अपूर्ण दहन से जुड़ी समस्याएं

 * पर्यावरण की समस्याए:

ये ऑक्साइड वातावरण में पानी और ऑक्सीजन के साथ मिलकर नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड बनाते हैं, जो एसिड के संग्रह या एसिड रेन के रूप में पृथ्वी की सतह पर लौट आते हैं। एसिड का संग्रह जलीय जीवों को हानि पहुँचाता है और पेड़ों को मारता है। कैल्शियम और फास्फोरस जैसे पौधों के लिए कम उपलब्ध कुछ पोषक तत्वों के गठन के कारण, यह पारिस्थितिकी तंत्र और खेतों की उत्पादकता को कम करता है। नाइट्रोजन ऑक्साइड से जुड़ी अतिरिक्त समस्या यह है कि वे हाइड्रोकार्बन प्रदूषकों के साथ-साथ पृथ्वी की स्तर पर ओजोन के निर्माण में योगदान प्रदान करते हैं, जो धुआँ का प्रमुख घटक है।

मानव स्वास्थ्य समस्याएं:

कार्बन-मोनो-ऑक्साइड में श्वास लेने से सिरदर्द, चक्कर आना, उल्टी और मतली होती है। यदि कार्बन-मोनो-ऑक्साइड का स्तर अत्यधिक है, तो मनुष्य संज्ञाहीन हो जाता है या मृत्यु हो जाती है। दीर्घ समय तक कार्बन-मोनो-ऑक्साइड के मध्यम से और उच्च स्तर के संपर्क में सकारात्मक रूप से हृदय रोग की हानि से संबंधित है। जो लोग सघन कार्बन-मोनो-ऑक्साइड विषयुक्त से बचे रहते हैं, उन्हें दीर्घकालिक स्वास्थ्य समस्याओं का सामना करना पड़ सकता है। हवा से कार्बन-मोनो-ऑक्साइड फेफड़ों में अवशोषित हो जाती है जो फिर मानव की लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन से बंध जाती है। यह पूर्ण शरीर में ऑक्सीजन ले जाने के लिए लाल रक्त कोशिकाओं की क्षमता को कम कर देगा।

सुलगना
सुलगना कम तापमान वाला, ज्वलनशील दहन का रूप है, जो विकसित हुई गर्मी से बना रहता है जब ऑक्सीजन सीधे संघनित-चरण ईंधन की सतह पर प्रहार करता है। यह सामान्यतः अपूर्ण दहन प्रतिक्रिया है। ठोस पदार्थ जो सुलगने की प्रतिक्रिया को बनाए रख सकते हैं उनमें कोयला, सेल्यूलोज, लकड़ी, कपास, तंबाकू, पीट, प्लांट कूड़े, धरण, सिंथेटिक फोम, चारिंग पॉलिमर (पॉलीयूरीथेन फ़ोम सहित) और धूल सम्मलित हैं। सुलगने की घटना के सामान्य उदाहरण निर्बल गर्मी स्रोतों (जैसे, सिगरेट, शॉर्ट-सर्किट तार) द्वारा फर्नीचर पर आवासीय आग की प्रारंभिक और जंगल की आग के ज्वलंत आंदोलन के पीछे बायोमास का निरंतर दहन है।

तीव्र
तीव्र दहन, का रूप है, अन्यथा अग्नि के रूप में जाना जाता है, जिसमें दीर्घ मात्रा में गर्मी और प्रकाश ऊर्जा निकलती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रायः लौ होती है। इसका उपयोग मशीनरी के रूप में किया जाता है जैसे कि आंतरिक दहन इंजन और थर्मोबैरिक उपकरणों इत्यादि। इस दहन को प्रायः तीव्र दहन कहा जाता है, चूँकि आंतरिक दहन इंजन के लिए यह गलत है। आंतरिक दहन इंजन नाममात्र रूप से नियंत्रित तीव्र ज्वलन पर संचालित होता है। जब आंतरिक दहन इंजन में ईंधन-हवा का मिश्रण फट जाता है, तो इसे इंजन विस्फोट के रूप में जाना जाता है I

स्वतः प्रवर्तित
सहज दहन ऐसा दहन है जो स्व-ताप (एक्ज़ोथिर्मिक आंतरिक प्रतिक्रियाओं के कारण तापमान में वृद्धि) द्वारा होता है, इसके पश्चात थर्मल तीव्रता (स्व-ताप जो तीव्रता से उच्च तापमान में तीव्रता लाता है ) और अंत में, प्रज्वलन होता है।

उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस कक्ष के तापमान पर ऊष्मा के बिना स्वयं प्रज्वलित होता है। जीवाणु खाद बनाने वाले कार्बनिक पदार्थ दहन के बिंदु तक पहुंचने के लिए पर्याप्त ऊष्मा उत्पन्न कर सकते हैं।

उपद्रवी
उपद्रवी लौ के परिणामस्वरूप होने वाले दहन का औद्योगिक अनुप्रयोग (जैसे गैस टर्बाइन, पेट्रोल इंजन, आदि) के लिए सबसे अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि उपद्रवी ईंधन और आक्सीकारक के मध्य मिश्रण प्रक्रिया में सहायता करती है।

सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण
'सूक्ष्म' गुरुत्वाकर्षण शब्द गुरुत्वाकर्षण स्थिति को संदर्भित करता है जो 'निम्न' है (अर्थात, 'लघु' के अर्थ में 'सूक्ष्म' और अनिवार्य नहीं कि पृथ्वी के सामान्य गुरुत्वाकर्षण का दस लाखवां भाग) जैसे कि भौतिक प्रक्रियाओं पर आधिक्य का प्रभाव हो सकता है अन्य प्रवाह प्रक्रियाओं के सापेक्ष लघु माना जाता है जो सामान्य गुरुत्वाकर्षण पर सम्मलित होंगे। ऐसे वातावरण में, थर्मल और प्रवाह परिवहन गतिशीलता सामान्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों की तुलना में अधिक भिन्न व्यवहार कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, मोमबत्ती की लौ गोले का आकार लेती है। ) सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण दहन अनुसंधान के विभिन्न प्रकार की दिशा के ज्ञान में योगदान देता है जो अंतरिक्ष यान के पर्यावरण (जैसे, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर चालक दल की सुरक्षा के लिए प्रासंगिक अग्नि गतिशीलता) और स्थलीय (पृथ्वी-आधारित) स्थितियों (जैसे, छोटी बूंद) दोनों के लिए प्रासंगिक दिशा की विस्तृत विविधता में योगदान देता है। उत्तम दहन, सामग्री निर्माण प्रक्रियाओं थर्मल प्रबंधन (इलेक्ट्रॉनिक्स) ,बहु चरण प्रवाह की गतिशीलता, और कई अन्य के लिए नए ईंधन मिश्रणों को विकसित करने में सहायता के लिए दहन गतिशीलता में योगदान देता है।

सूक्ष्म दहन
दहन प्रक्रियाएं जो अधिक अल्प मात्रा में होती हैं उन्हें सूक्ष्म दहन माना जाता है। उच्च सतह से आयतन अनुपात विशिष्ट ऊष्मा हानि को बढ़ाता है। शमन दूरी ऐसे दहन कक्षों में लौ को स्थिर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन का स्टोइकोमेट्रिक दहन
सामान्यतः, ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन के स्टोइकोमेट्रिक दहन के लिए रासायनिक समीकरण है:

 CxHY + zO2  -> XCO2 + y/2 H2O 

जहाँ, $$z = x + \frac{y}{4}$$.

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन में प्रोपेन का स्टोइकोमेट्रिक जलना है:

 C3H8 + 5O2   -> 3O2  + 4H2O 

हवा में हाइड्रोकार्बन का स्टोइकोमेट्रिक दहन
यदि ऑक्सीजन स्रोत के रूप में हवा का उपयोग करके स्टोइकोमेट्रिक दहन होता है, तो हवा में उपस्तिथ नाइट्रोजन (पृथ्वी का वायुमंडल) को हवा में ईंधन की स्टोइकोमेट्रिक संरचना को प्रदर्शित करने के लिए परिणामी ग्रिप गैस को समीकरण (चूँकि यह प्रतिक्रिया नहीं करता है) में जोड़ा जा सकता है। ध्यान दें कि हवा में सभी गैर-ऑक्सीजन घटकों को नाइट्रोजन के रूप में ऑक्सीजन अनुपात 3.77, अर्थात (100% - O2%) / O2% मिलता है, जहां O2% 20.95% आयतन है:

जहाँ $$z = x + \frac{1}{4}y$$.

उदाहरण के लिए, प्रोपेन का समीकरणमितीय दहन (C3H8) हवा में है:

हवा में प्रोपेन की स्टोइकोमेट्रिक संरचना 1 / (1 + 5 + 18.87) = 4.02% आयतन है।

हवा में C$α$H$β$O$γ$ के लिए स्टोइकोमेट्रिक दहन प्रतिक्रिया:



C$α$H$β$O$γ$S$δ$ के लिए स्टोइकोमेट्रिक दहन प्रतिक्रिया:



C$α$H$β$O$γ$N$δ$S$ε$ के लिए स्टोइकोमेट्रिक दहन प्रतिक्रिया:



C$α$H$β$O$γ$F$δ$ के लिए स्टोइकोमेट्रिक दहन प्रतिक्रिया:



दहन उत्पादों को ज्ञात करना
ज्वाला का तापमान लगभग $1,600 K$ से अधिक होने पर दहन उत्पादों में कई अन्य पदार्थ महत्वपूर्ण मात्रा में प्रदर्शित होने लगते है I जब अतिरिक्त हवा का उपयोग किया जाता है, तो नाइट्रोजन अधिक अल्प मात्रा में  में ऑक्सीकरण हो सकता है  और  के अनुपातहीन होने से  बनता है,  के असमानुपातन से  और   बनता है।

उदाहरण के लिए, जब $1 मोल$ को $28.6 मोल$ हवा (स्टोइकोमेट्रिक मात्रा का 120%) के साथ जलाया जाता है, तो दहन उत्पादों में 3.3% होता है I $1,400 K$ पर, रासायनिक संतुलन दहन उत्पादों में 0.03%  और 0.002%. होता है I $1,800 K$ पर, दहन उत्पादों में 0.17%, 0.05% , 0.01% , और 0.004%. होता हैI

डीजल इंजनों के छोटे कणों का दहन करने के लिए ऑक्सीजन की अधिकता के साथ चलते हैं जो केवल ऑक्सीजन की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा के साथ बनते हैं, आवश्यक रूप से नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन का उत्पादन करते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोपीय संघ दोनों वाहन नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्सर्जन की सीमा लागू करते हैं, जिसके लिए विशेष उत्प्रेरक परिवर्तन या यूरिया के साथ निकास के उपचार की आवश्यकता होती है। (डीजल निकास द्रव देखें)।

ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण दहन
ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण (आंशिक) दहन मुख्य रूप से युक्त गैस मिश्रण का उत्पन्न करता है I जैसे-, , तथा  इत्यादिI इस प्रकार के गैस मिश्रण सामान्यतः धातुओं के ताप-उपचार, और गैस कार्बराइजिंग के लिए सुरक्षात्मक वातावरण के रूप में उपयोग के लिए तैयार किए जाते हैं। ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन के इकाई के अपूर्ण दहन के लिए सामान्य प्रतिक्रिया समीकरण है:


 *  CxHY + zO2  ->  aCO2 + bCO + cH2O + dH2 

जब z स्टोइकोमेट्रिक मान के लगभग 50% से अल्प हो जाता है, तो मीथेन महत्वपूर्ण दहन उत्पाद बन सकता है; जब z स्टोइकोमेट्रिक मान के लगभग 35% से अल्प हो जाता है, तो तात्विक कार्बन स्थिर हो सकता है।

अपूर्ण दहन के उत्पादों की गणना भौतिक संतुलन की सहायता से की जा सकती है, साथ ही इस धारणा के साथ कि दहन उत्पाद रासायनिक संतुलन तक पहुंचते हैं। उदाहरण के लिए, प्रोपेन इकाई के दहन में के चार इकाई के साथ, दहन गैस के सात इकाई बनते हैं, और z स्टोइकोमेट्रिक मान का 80% है। तीन मौलिक संतुलन समीकरण हैं: दहन गैस संरचना की गणना करने के लिए तीन समीकरण स्वयं में अपर्याप्त हैं। चूँकि, संतुलन की स्थिति में, जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया समीकरण देती है:
 * कार्बन: $$a + b = 3$$
 * हाइड्रोजन: $$2c + 2d = 8$$
 * ऑक्सीजन: $$2a + b + c = 8$$


 * CO + H2O -> CO2 + H2 $$K_{eq} = \frac{a \times d}{b \times c}$$

उदाहरण के लिए, $1,200 K$ पर K$eq$ का मान 0.728 है। दहन गैस में 42.4%, 29.0% , 14.7% और 13.9%  होता है। कार्बन $1,200 K$ तथा $1 atm$ दबाव पर स्थिर अवस्था बन जाती है जब z स्टोइकोमेट्रिक मान के 30% से अल्प होता है, जिस बिंदु पर दहन उत्पादों में 98%  से अधिक होता है तथा  का लगभग 0.5%  होता है।

वे पदार्थ जिनका दहन होता है, ईंधन कहलाते हैं। सबसे साधारण उदाहरण प्राकृतिक गैस, प्रोपेन, मिट्टी का तेल, डीजल, पेट्रोल, लकड़ी का कोयला, कोयला, लकड़ी आदि हैं।

तरल ईंधन
ऑक्सीकरण वाले वातावरण में तरल ईंधन का दहन वास्तव में गैस चरण में होता है। वाष्प जलती है, जबकि तरल जलता नहीं है। इसलिए, तरल सामान्य रूप से निश्चित तापमान से ऊपर ही आग पकड़ लेगा: और तरल ईंधन फ़्लैश बिंदु का न्यूनतम तापमान होता है जिस पर वह हवा के साथ ज्वलनशील मिश्रण बना सकता है। यह न्यूनतम तापमान है जिस पर दहन प्रारम्भ करने के लिए हवा में पर्याप्त वाष्पित ईंधन होता है।

गैसीय ईंधन
गैसीय ईंधन का दहन चार विशिष्ट प्रकार के जलने के माध्यम से हो सकता है: प्रसार लौ, पूर्व मिश्रित लौ, स्वत: प्रज्वलित प्रतिक्रिया, या विस्फोट के रूप में वास्तव में जलने का प्रकार इस पर निर्भर करता है कि ऊष्मा होने से पहले ईंधन और ऑक्सीडाइज़र को कितनी मात्रा में मिश्रित किया जाता है: उदाहरण के लिए, यदि ईंधन और ऑक्सीडाइज़र प्रारम्भ में भिन्न हो जाते हैं, तो प्रसार लौ बनती है, अन्यथा पूर्व मिश्रित लौ बनती है। इसी प्रकार, जलने का प्रकार भी दबाव पर निर्भर करता है: विस्फोट, उदाहरण के लिए, हवा के साथ युग्मित स्वत: प्रतिक्रियात्मक प्रतिक्रिया है जो इसे अपनी विशेषता उच्च दबाव शिखर और विस्फोट वेग प्रदान करता है

ठोस ईंधन
बहुलक दहन की सामान्य योजना दहन के कार्य में तीन अपेक्षाकृत भिन्न लेकिन अतिव्यापी चरण होते हैं:
 * पूर्वतापन चरण, जब बिना जले ईंधन को उसके फ्लैश बिंदु और अग्नि बिंदु तक गर्म किया जाता है। शुष्क आसवन के समान प्रक्रिया में ज्वलनशील गैसें विकसित होने लगती हैं।
 * आसवन चरण या गैसीय चरण, जब ऑक्सीजन के साथ विकसित ज्वलनशील गैसों का मिश्रण प्रज्वलित होता है। ऊर्जा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में उत्पन्न होती है। आग की लपटें प्रायः दिखाई देती हैं। दहन से ठोस में ऊष्मा का स्थानांतरण ज्वलनशील वाष्पों के विकास को बनाए रखता है।
 * चारकोल चरण या ठोस चरण, जब सामग्री से ज्वलनशील गैसों का उत्पादन लौ की लगातार उपस्थिति के लिए बहुत कम होता है और जलता हुआ ईंधन तेजी से नहीं जलता है और केवल चमकता है और बाद में केवल सुलगता है।

दहन प्रबंधन
कुशल औद्योगिक भट्टी को संसाधित होने वाली सामग्री में दहन ईंधन की ऊष्मा के सबसे बड़े संभावित भाग की वसूली की आवश्यकता होती है। हीटिंग प्रक्रिया के संचालन में नुकसान के कई रास्ते हैं। सामान्यतः,प्रमुख नुकसान एग्जॉस्ट गैस (यानी, ग्रिप गैस) के साथ निकलने वाली प्रत्यक्ष ऊष्मा है। ऑफगैस का तापमान और मात्रा इसकी ऊष्मा सामग्री (एंथैल्पी) को इंगित करती है, इसलिए इसकी मात्रा कम रखने से ऊष्मा का नुकसान कम से कम होता है।

एक आदर्श भट्टी में, प्रत्येक ईंधन अणु को पूर्ण दहन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की सटीक मात्रा देने के लिए दहन वायु प्रवाह का ईंधन प्रवाह से मिलान किया जाएगा। चूँकि, वास्तविक दुनिया में, दहन सही उपाय से आगे नहीं बढ़ता है। बिना जला हुआ ईंधन (सामान्यतः तथा ) सिस्टम से डिस्चार्ज किया गया एक हीटिंग वैल्यू लॉस (साथ ही एक सुरक्षा खतरा) का प्रतिनिधित्व करता है। चूंकि दहनशील पदार्थ ऑफगैस में अवांछनीय होते हैं, जबकि वहां अप्रतिबंधित ऑक्सीजन की उपस्थिति न्यूनतम सुरक्षा और पर्यावरणीय चिंताओं को प्रस्तुत करती है, दहन प्रबंधन का पहला सिद्धांत सैद्धांतिक रूप से आवश्यक से अधिक ऑक्सीजन प्रदान करना है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सभी ईंधन जलते हैं। मीथेन के लिए  दहन, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के दो से अधिक अणुओं की आवश्यकता होती है।

जिससे, दहन प्रबंधन का दूसरा सिद्धांत बहुत अधिक ऑक्सीजन का उपयोग नहीं करना है। ऑक्सीजन की सही मात्रा के लिए तीन प्रकार के माप की आवश्यकता होती है: पहला, वायु और ईंधन प्रवाह का सक्रिय नियंत्रण; दूसरा, ऑफगैस ऑक्सीजन माप; और तीसरा, ऑफगैस ज्वलनशील पदार्थों का मापन। प्रत्येक हीटिंग प्रक्रिया के लिए, दहनशील सांद्रता के स्वीकार्य स्तरों के साथ न्यूनतम ऑफगैस गर्मी के नुकसान की इष्टतम स्थिति उपस्तिथ है। अतिरिक्त ऑक्सीजन को कम करने से अतिरिक्त लाभ मिलता है: किसी दिए गए ऑफगैस तापमान के लिए, अतिरिक्त ऑक्सीजन को न्यूनतम रखने पर NOx का स्तर सबसे कम होता है।

दहन प्रक्रिया पर सामग्री और ऊष्मा संतुलन बनाकर इन दो सिद्धांतों का पालन किया जाता है। भौतिक संतुलन  दहन गैस में सीधे वायु/ईंधन अनुपात को प्रतिशत से संबंधित करता है। ऊष्मा संतुलन ईंधन के दहन द्वारा उत्पादित कुल शुद्ध ऊष्मा के लिए उपलब्ध ऊष्मा से संबंधित है। दहन हवा को पहले से गरम करने से थर्मल लाभ को मापने के लिए अतिरिक्त सामग्री और ऊष्मा संतुलन बनाया जा सकता है, या इसे ऑक्सीजन में समृद्ध करना।

प्रतिक्रिया तंत्र
ऑक्सीजन में दहन श्रृंखला प्रतिक्रिया है जिसमें कई अलग-अलग रेडिकल (रसायन विज्ञान) मध्यवर्ती भाग लेते हैं। प्रारंभ के लिए आवश्यक उच्च ऊर्जा को डाइऑक्सीजन अणु की असामान्य संरचना द्वारा समझाया गया है। डाइऑक्सीजन अणु का निम्नतम-ऊर्जा विन्यास त्रिगुणित ऑक्सीजन में स्थिर,अपेक्षाकृत अप्रतिक्रियाशील डायराडिकल है। बॉन्डिंग को तीन बॉन्डिंग इलेक्ट्रॉन जोड़े और दो एंटीबॉन्डिंग इलेक्ट्रॉनों के साथ स्पिन (भौतिकी) गठबंधन के साथ वर्णित किया जा सकता है, जैसे कि अणु में गैर-शून्य कुल कोणीय गति होती है। दूसरी ओर,अधिकांश ईंधन एकल अवस्था में होते हैं, युग्मित स्पिन और शून्य कुल कोणीय गति के साथ। दोनों केमध्य बातचीत क्वांटम यांत्रिक रूप से निषिद्ध संक्रमण है, यानी बहुत कम संभावना के साथ संभव है। दहन प्रारंभ करने के लिए, डाइऑक्सीजन को स्पिन-पेयर अवस्था, या सिंगलेट ऑक्सीजन में बाध्य करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यह मध्यवर्ती अत्यंत प्रतिक्रियाशील है। ऊर्जा ऊष्मा के रूप में आपूर्ति की जाती है, और प्रतिक्रिया तब अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है, जो इसे जारी रखने की अनुमति देती है।

माना जाता है कि हाइड्रोकार्बन का दहन हाइड्रोजन परमाणु अमूर्तन (प्रोटॉन अबास्ट्रक्शन नहीं) से ईंधन से ऑक्सीजन में होता है, जिससे हाइड्रोपरॉक्साइड रेडिकल (HOO) मिलता है। यह हाइड्रोपरॉक्साइड देने के लिए आगे प्रतिक्रिया करता है, जो हाइड्रॉक्सिल रेडिकल देने के लिए टूट जाता है। इन प्रक्रियाओं की एक बड़ी विविधता है जो ईंधन रेडिकल और ऑक्सीकरण रेडिकल उत्पन्न करती है। ऑक्सीकरण करने वाली प्रजातियों में सिंगलेट ऑक्सीजन, हाइड्रॉक्सिल, मोनोएटोमिक ऑक्सीजन और हाइड्रोपरोक्सिल सम्मलित हैं। ऐसे मध्यवर्ती अल्पकालिक होते हैं और उन्हें अलग नहीं किया जा सकता है। चूँकि, गैर-कट्टरपंथी मध्यवर्ती स्थिर होते हैं और अपूर्ण दहन में उत्पन्न होते हैं। उदाहरण इथेनॉल के दहन में उत्पादित एसीटैल्डिहाइड है। कार्बन और हाइड्रोकार्बन के दहन में एक मध्यवर्ती, कार्बन मोनोऑक्साइड का विशेष महत्व है क्योंकि यह एक ज़हर है, लेकिन सिनगैस के उत्पादन के लिए आर्थिक रूप से भी उपयोगी है।

ठोस और भारी तरल ईंधन भी बड़ी संख्या में पायरोलिसिस प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं जो अधिक आसानी से ऑक्सीकृत, गैसीय ईंधन देते हैं। ये प्रतिक्रियाएं एंडोथर्मिक हैं और चल रहे दहन प्रतिक्रियाओं से निरंतर ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन की कमी या अन्य अनुचित उपाय से डिजाइन की गई स्थितियों के परिणामस्वरूप ये हानिकारक और कार्सिनोजेनिक पायरोलिसिस उत्पाद घने, काले धुएं के रूप में उत्सर्जित होते हैं।

दहन की दर उस सामग्री की मात्रा है जो समय की अवधि में दहन से गुजरती है। इसे ग्राम प्रति सेकंड (g/s) या किलोग्राम प्रति सेकंड (kg/s) में व्यक्त किया जा सकता है।

रासायनिक गतिकी के दृष्टिकोण से दहन प्रक्रियाओं का विस्तृत विवरण, प्राथमिक प्रतिक्रियाओं के बड़े और जटिल जाले के निर्माण की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोकार्बन ईंधन के दहन में सामान्यतः सैकड़ों रासायनिक प्रजातियां सम्मलित होती हैं जो हजारों प्रतिक्रियाओं के अनुसार प्रतिक्रिया करती हैं।

कम्प्यूटेशनल फ्लो सॉल्वर के अंदर इस तरह के तंत्र को सम्मलित करना अभी भी मुख्य रूप से दो पहलुओं में बहुत ही चुनौतीपूर्ण कार्य का प्रतिनिधित्व करता है। सबसे पहले, स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या (रासायनिक प्रजातियों की संख्या के अनुपात में) नाटकीय रूप से बड़ी हो सकती है; दूसरा, प्रतिक्रियाओं के कारण स्रोत शब्द समय के पैमाने की एक अलग संख्या का परिचय देता है जो पूरे गतिशील प्रणाली को कठोर बनाता है। परिणाम स्वरुप, भारी ईंधन के साथ अशांत प्रतिक्रियाशील प्रवाह का प्रत्यक्ष संख्यात्मक अनुकरण जल्द ही आधुनिक सुपर कंप्यूटरों के लिए भी कठिन हो जाता है। इसलिए, उच्च विस्तार स्तर का सहारा लिए बिना दहन तंत्र की जटिलता को कम करने के लिए कई उपाय तैयार किए गए हैं। उदाहरण द्वारा प्रदान किया जाता है:
 * विश्राम पुनर्वितरण विधि (आरआरएम)
 * आंतरिक निम्न-आयामी मैनिफोल्ड (ILDM) दृष्टिकोण और आगे के विकास
 * अपरिवर्तनीय विवश संतुलन एज प्रीइमेज कर्व विधि।
 * कुछ परिवर्तनशील दृष्टिकोण
 * कम्प्यूटेशनल सिंगुलर पर्टर्बेशन (सीएसपी) विधि और आगे के विकास।
 * दर नियंत्रित प्रतिबंधित संतुलन (आरसीसीई) और अर्ध संतुलन मैनिफोल्ड (क्यूईएम) दृष्टिकोण।
 * जी-स्कीम।
 * अपरिवर्तनीय ग्रिड (MIG) की विधि।

काइनेटिक मॉडलिंग
उदाहरण के लिए थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण का उपयोग करके विभिन्न सामग्रियों के दहन में थर्मल अपघटन के प्रतिक्रिया तंत्र में अंतर्दृष्टि के लिए गतिज मॉडलिंग का पता लगाया जा सकता है।

तापमान
पूर्ण दहन स्थितियों को मानते हुए, जैसे रुद्धोष्म स्थितियों के तहत पूर्ण दहन (यानी, कोई ऊष्मा हानि या लाभ नहीं), रुद्धोष्म दहन तापमान निर्धारित किया जा सकता है। यह तापमान उत्पन्न करने वाला सूत्र ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम पर आधारित है और इस तथ्य पर ध्यान देता है कि दहन की ऊष्मा का उपयोग पूरी तरह से ईंधन, दहन हवा या ऑक्सीजन और दहन उत्पाद गैसों (आमतौर पर कहा जाता है) को गर्म करने के लिए किया जाता है। फ्लू गैस)।

हवा में जलाए गए जीवाश्म ईंधन के मामले में, दहन तापमान निम्नलिखित सभी पर निर्भर करता है:
 * दहन की ऊष्मा;
 * वायु-ईंधन अनुपात $${\lambda}$$;
 * ईंधन और वायु की विशिष्ट ताप क्षमता;
 * हवा और ईंधन इनलेट तापमान।

रुद्धोष्म दहन तापमान (जिसे रुद्धोष्म ज्वाला तापमान के रूप में भी जाना जाता है) उच्च ताप मूल्यों और प्रवेश वायु और ईंधन तापमान के लिए और स्टोइकोमीट्रिक वायु अनुपात के निकट आने के लिए बढ़ता है।

सामान्यतः, कोयले के लिए रुद्धोष्म दहन तापमान लगभग 2200 C (परिवेश के तापमान पर इनलेट हवा और ईंधन के लिए) होता है $$\lambda = 1.0$$), और तेल के लिए 2150 C प्राकृतिक गैस के लिए 2000 C होता है । औद्योगिक रूप से चलने वाले हीटर,पावर स्टेशन स्टीम जनरेटर,और बड़े गैस से चलने वाले टर्बाइनों में, स्टोइकोमेट्रिक दहन हवा से अधिक के उपयोग को व्यक्त करने का अधिक सामान्य तरीका प्रतिशत अतिरिक्त दहन हवा है। उदाहरण के लिए, 15 प्रतिशत अधिक दहन वायु का अर्थ है कि आवश्यक स्टोइकियोमेट्रिक वायु से 15 प्रतिशत अधिक उपयोग किया जा रहा है।

अस्थिरता
दहन अस्थिरता सामान्यतः दहन कक्ष में हिंसक दबाव दोलन होते हैं। ये दबाव दोलन 180 dB जितना ऊंचा हो सकता है, और इन चक्रीय दबाव और थर्मल भार के लंबे समय तक संपर्क में रहने से इंजन के घटकों का जीवन कम हो जाता है। रॉकेट में, सैटर्न वी कार्यक्रम में प्रयुक्त F1, अस्थिरताओं ने दहन कक्ष और आसपास के घटकों को भारी नुकसान पहुंचाया। ईंधन इंजेक्टर को फिर से डिजाइन करके इस समस्या का समाधान किया गया था। तरल जेट इंजन में, बूंदों के आकार और वितरण का उपयोग अस्थिरता को कम करने के लिए किया जा सकता है। भू-आधारित गैस टर्बाइन इंजनों में दहन अस्थिरता एक प्रमुख चिंता का विषय है क्योंकि        दहन तापमान को कम करने और इस प्रकार  उत्सर्जन को कम करने के लिए झुकाव, तुल्यता अनुपात 1 से कम चलाने की प्रवृत्ति है; चूँकि,कम्बशन लीन चलाने से यह दहन अस्थिरता के लिए अतिसंवेदनशील हो जाता है।

थर्मोअकॉस्टिक हॉट एयर इंजन थर्मोअकॉस्टिक दहन अस्थिरता के विश्लेषण का आधार है और अस्थिरता के एक चक्र पर रेले इंडेक्स का उपयोग करके मूल्यांकन किया जाता है। $$G(x)=\frac{1}{T}\int_{T}q'(x,t)p'(x,t)dt$$

जहाँ q' ऊष्मा विमोचन दर में अस्थिरता है और p' दाब में उतार-चढ़ाव है। जब ऊष्मा मुक्त दोलन दबाव दोलनों के साथ चरण में होते हैं, तो रेले इंडेक्स सकारात्मक होता है और थर्मो ध्वनिक अस्थिरता का परिमाण अधिकतम होता है। दूसरी ओर,यदि रेले इंडेक्स नकारात्मक है, तो थर्मोअकॉस्टिक डंपिंग होता है। रेले मानदंड का तात्पर्य है कि आवृत्ति पर दबाव दोलनों के साथ चरण से 180 डिग्री ऊष्मा मुक्त दोलन होने से थर्मोअकॉस्टिक अस्थिरता को उत्तम ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है। यह रेले इंडेक्स को कम करता है।

यह भी देखें
संबंधित अवधारणाएं
 * वायु-ईंधन अनुपात
 * ऑटो ज्वलन ताप
 * रासायनिक लूपिंग दहन
 * अपस्फीति
 * विस्फोट
 * विस्फोट
 * आग
 * ज्योति
 * विषम दहन
 * मील का पत्थर संख्या
 * फ्लॉजिस्टन सिद्धांत (ऐतिहासिक)
 * स्वयमेव जल उठना

मशीनें और उपकरण
 * बायलर
 * लेम्प बर्नर
 * बाहरी दहन इंजन
 * भट्टी (घर का ताप)
 * गैस टर्बाइन
 * आंतरिक दहन इंजन
 * रॉकेट इंजन

वैज्ञानिक और इंजीनियरिंग सोसायटी
 * इंटरनेशनल फ्लेम रिसर्च फाउंडेशन *
 * दहन संस्थान

अन्य
 * प्रकाश स्रोतों की सूची