दहन: Difference between revisions
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[[File:Et baal.jpg|thumb|upright=1.25|दहन (जलने) के समय [[ ईंधन |ईंधन]] के परिणामस्वरूप अग्नि की ज्वाला]] | |||
[[File:Regenerative thermal oxidizer.jpg|thumb|[[ पुनर्योजी थर्मल ऑक्सीडाइज़र ]]औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए दहन नियंत्रण प्रदान करता है।]]'''दहन''', या जलना,<ref>colloquial meaning of burning is combustion accompanied by flames</ref> ईंधन (रिडक्टेंट) और [[ ऑक्सीडेंट |ऑक्सीडेंट,]] सामान्यतः वायुमंडलीय [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]] के मध्य उच्च तापमान [[ एक्ज़ोथिर्मिक |एक्ज़ोथिर्मिक]] [[ रेडोक्स |रेडोक्स]] [[ रासायनिक प्रतिक्रिया |रासायनिक प्रतिक्रिया]] है, जो धुएं के रूप में मिश्रण में ऑक्सीकृत, प्रायः गैसीय उत्पादों का उत्पादन करती है। दहन से सदैव [[ आग |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 |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। | |||
[[File:Et baal.jpg|thumb|upright=1.25|दहन (जलने) के | |||
[[File:Regenerative thermal oxidizer.jpg|thumb|[[ पुनर्योजी थर्मल ऑक्सीडाइज़र ]]औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए दहन नियंत्रण प्रदान करता है।]]दहन, या जलना,<ref>colloquial meaning of burning is combustion accompanied by flames</ref> ईंधन (रिडक्टेंट) और [[ ऑक्सीडेंट |ऑक्सीडेंट,]] सामान्यतः वायुमंडलीय [[ ऑक्सीजन |ऑक्सीजन]] के मध्य उच्च तापमान [[ एक्ज़ोथिर्मिक |एक्ज़ोथिर्मिक]] [[ रेडोक्स |रेडोक्स]] [[ रासायनिक प्रतिक्रिया |रासायनिक प्रतिक्रिया]] है, जो धुएं के रूप में मिश्रण में ऑक्सीकृत, प्रायः गैसीय उत्पादों का उत्पादन करती है। दहन से सदैव [[ आग |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 |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 |प्राथमिक प्रतिक्रिया]] [[ रेडिकल (रसायन विज्ञान) |रेडिकल]] का जटिल अनुक्रम होता है। [[ ठोस ईंधन |ठोस ईंधन,]] जैसे [[ लकड़ी |लकड़ी]] और कोयले, पहले गैसीय ईंधन का उत्पादन करने के लिए [[ एन्दोठेर्मिक |एंडोथर्मिक]] [[ पायरोलिसिस |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 [[ गरमागरम |उद्दीप्त]] प्रकाश उत्पन्न होता है। जल वाष्प में [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] और ऑक्सीजन के दहन में सरल उदाहरण देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जो सामान्यतः [[ रॉकेट इंजन |रॉकेट इंजन]] को ईंधन देने के लिए उपयोग की जाती है। यह प्रतिक्रिया 242 kJ/mol ([[ किलोजूल |किलोजूल]] /[[ मोल (इकाई) | | दहन प्रायः [[ प्राथमिक प्रतिक्रिया |प्राथमिक प्रतिक्रिया]] [[ रेडिकल (रसायन विज्ञान) |रेडिकल]] का जटिल अनुक्रम होता है। [[ ठोस ईंधन |ठोस ईंधन,]] जैसे [[ लकड़ी |लकड़ी]] और कोयले, पहले गैसीय ईंधन का उत्पादन करने के लिए [[ एन्दोठेर्मिक |एंडोथर्मिक]] [[ पायरोलिसिस |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 [[ गरमागरम |उद्दीप्त]] प्रकाश उत्पन्न होता है। जल वाष्प में [[ हाइड्रोजन |हाइड्रोजन]] और ऑक्सीजन के दहन में सरल उदाहरण देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया जो सामान्यतः [[ रॉकेट इंजन |रॉकेट इंजन]] को ईंधन देने के लिए उपयोग की जाती है। यह प्रतिक्रिया 242 kJ/mol ([[ किलोजूल |किलोजूल]] /[[ मोल (इकाई) | इकाई (इकाई]]) ऊष्मा मुक्त करती है और तदनुसार (स्थिर तापमान और दबाव पर) [[ तापीय धारिता |तापीय धारिता]] को कम करती है: | ||
: <ce>2H_2(g){+}O_2(g)\rightarrow 2H_2O\uparrow</ce> | : <ce>2H_2(g){+}O_2(g)\rightarrow 2H_2O\uparrow</ce> | ||
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=== पूर्ण और अपूर्ण === | === पूर्ण और अपूर्ण === | ||
{{see also|पायरोलिसिस}} | {{see also|पायरोलिसिस}} | ||
=== पूर्ण === | === पूर्ण === | ||
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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 ट्रायऑक्साइड |सल्फर ट्राइऑक्साइड]] मात्रात्मक रूप से उत्पन्न नहीं होता है। {{NOx}} प्रजातियां लगभग {{convert|2800|F|C}} (डिग्री फारेनहाइट) (1,540 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर महत्वपूर्ण मात्रा में प्रदर्शित होती है, और उच्च तापमान पर अधिक उत्पादन होता है। {{NOx}} की मात्रा भी ऑक्सीजन की अधिकता का कार्य है।<ref name="NOx formation">[http://www.alentecinc.com/papers/NOx/The%20formation%20of%20NOx_files/The%20formation%20of%20NOx.htm The formation of NOx]. Alentecinc.com. Retrieved on 2010-09-28.</ref> | 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 ट्रायऑक्साइड |सल्फर ट्राइऑक्साइड]] मात्रात्मक रूप से उत्पन्न नहीं होता है। {{NOx}} प्रजातियां लगभग {{convert|2800|F|C}} (डिग्री फारेनहाइट) (1,540 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर महत्वपूर्ण मात्रा में प्रदर्शित होती है, और उच्च तापमान पर अधिक उत्पादन होता है। {{NOx}} की मात्रा भी ऑक्सीजन की अधिकता का कार्य है।<ref name="NOx formation">[http://www.alentecinc.com/papers/NOx/The%20formation%20of%20NOx_files/The%20formation%20of%20NOx.htm The formation of NOx]. Alentecinc.com. Retrieved on 2010-09-28.</ref> | ||
अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों और आग में, वायु ऑक्सीजन ({{chem|O|2}}) का स्रोत है I हवा में, ऑक्सीजन का प्रत्येक | अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों और आग में, वायु ऑक्सीजन ({{chem|O|2}}) का स्रोत है I हवा में, ऑक्सीजन का प्रत्येक इकाई लगभग {{val|3.71|ul=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 {{chem|NO|''x''}} (अधिकतम नाइट्रिक ऑक्साइड {{chem|NO}}, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की बहु अल्प मात्रा के {{chem|NO|2}} 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{{Citation needed|date=May 2020}}. चूँकि, व्यवहार में, उपयोग की जाने वाली हवा शुद्ध हवा की तुलना में 2-3 गुना अधिक होती है। | पूर्ण दहन के लिए आवश्यक वायु की मात्रा को शुद्ध वायु के रूप में जाना जाता है{{Citation needed|date=May 2020}}. चूँकि, व्यवहार में, उपयोग की जाने वाली हवा शुद्ध हवा की तुलना में 2-3 गुना अधिक होती है। | ||
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===तीव्र === | ===तीव्र === | ||
[[File:15. Ослободување на големо количество енергија при согоровуање етанол.webm|thumb|right|280px| | [[File:15. Ослободување на големо количество енергија при согоровуање етанол.webm|thumb|right|280px|वह प्रयोग जो इथेनॉल के दहन पर प्रस्तावित ऊर्जा की बड़ी मात्रा को प्रदर्शित करता है। छोटी गर्दन के साथ बड़ी प्लास्टिक की बोतल में अल्कोहल (इस विषय में, इथेनॉल) वाष्प और हवा का मिश्रण प्रज्वलित होता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी नीली लौ और 'हूश' ध्वनि होती है।]]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 |आंतरिक दहन इंजन]] और[[ थर्मोबैरिक हथियार | थर्मोबैरिक उपकरणों]] इत्यादि। इस दहन को प्रायः तीव्र दहन कहा जाता है, चूँकि आंतरिक दहन इंजन के लिए यह गलत है।{{Disputed inline|1=Explosion = detonation? Internal combustion engine: no explosion?|date=July 2016}} 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 दस्तक |इंजन विस्फोट]] के रूप में जाना जाता है I{{Disputed inline|1=Explosion = detonation? Internal combustion engine: no explosion?|date=July 2016}} | ||
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=== सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण === | === सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण === | ||
[[Image:Microgravity Burning.jpg|thumb| | [[Image:Microgravity Burning.jpg|thumb|सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण में ईंधन की छोटी बूंद को वापस जला कर वीडियो में भिन्न-भिन्न फ़्रेमों की रंगीन ग्रे-स्केल समग्र छवि।]]'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 [[ उछाल |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 |प्रवाह परिवहन गतिशीलता]] सामान्य गुरुत्वाकर्षण स्थितियों की तुलना में अधिक भिन्न व्यवहार कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, [[ मोमबत्ती |मोमबत्ती]] की लौ गोले का आकार लेती है।<ref>[https://web.archive.org/web/20011118103426/http://spaceflight.nasa.gov/history/shuttle-mir/science/mg/nm21460011.htm Shuttle-Mir History/Science/Microgravity/Candle Flame in Microgravity (CFM) – MGBX]. Spaceflight.nasa.gov (1999-07-16). Retrieved on 2010-09-28.</ref>) 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 प्रक्रिया |सामग्री निर्माण प्रक्रियाओं]] [[ थर्मल प्रबंधन (इलेक्ट्रॉनिक्स) |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 ]] === | === [[ सूक्ष्म दहन ]] === | ||
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सामान्यतः, ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन के[[ स्तुईचिओमेटरी | स्टोइकोमेट्रिक]] दहन के लिए [[ रासायनिक समीकरण |रासायनिक समीकरण]] है: | सामान्यतः, ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन के[[ स्तुईचिओमेटरी | स्टोइकोमेट्रिक]] दहन के लिए [[ रासायनिक समीकरण |रासायनिक समीकरण]] है: | ||
'''<big>C<sub>x</sub>H<sub>Y</sub> + zO<sub>2</sub> -> XCO<sub>2</sub> + y/2 H<sub>2</sub>O</big>''' | |||
जहाँ, <math>z = x + \frac{y}{4}</math>. | जहाँ, <math>z = x + \frac{y}{4}</math>. | ||
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उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन में [[ प्रोपेन |प्रोपेन]] का स्टोइकोमेट्रिक जलना है: | उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन में [[ प्रोपेन |प्रोपेन]] का स्टोइकोमेट्रिक जलना है: | ||
C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> + 5O<sub>2</sub> -> 3O<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub>O | '''<big>C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> + 5O<sub>2</sub> -> 3O<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub>O</big>''' | ||
=== हवा में हाइड्रोकार्बन का स्टोइकोमेट्रिक दहन === | === हवा में हाइड्रोकार्बन का स्टोइकोमेट्रिक दहन === | ||
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उदाहरण के लिए, जब {{val|1|ul=मोल}} को {{val|28.6|ul=मोल}} हवा (स्टोइकोमेट्रिक मात्रा का 120%) के साथ जलाया जाता है, तो दहन उत्पादों में 3.3% {{chem|O|2}} होता है I {{val|1400|ul=K}} पर, रासायनिक संतुलन दहन उत्पादों में 0.03% {{chem|NO}} और 0.002% {{chem|OH}}. होता है I {{val|1800|ul=K}} पर, दहन उत्पादों में 0.17% {{chem|NO}}, 0.05% {{chem|OH}}, 0.01% {{chem|CO}}, और 0.004% {{chem|H|2}}. होता हैI<ref name="EquiWeb">[http://www.crct.polymtl.ca/equiweb.php] Equilib-Web</ref> | उदाहरण के लिए, जब {{val|1|ul=मोल}} को {{val|28.6|ul=मोल}} हवा (स्टोइकोमेट्रिक मात्रा का 120%) के साथ जलाया जाता है, तो दहन उत्पादों में 3.3% {{chem|O|2}} होता है I {{val|1400|ul=K}} पर, रासायनिक संतुलन दहन उत्पादों में 0.03% {{chem|NO}} और 0.002% {{chem|OH}}. होता है I {{val|1800|ul=K}} पर, दहन उत्पादों में 0.17% {{chem|NO}}, 0.05% {{chem|OH}}, 0.01% {{chem|CO}}, और 0.004% {{chem|H|2}}. होता हैI<ref name="EquiWeb">[http://www.crct.polymtl.ca/equiweb.php] Equilib-Web</ref> | ||
[[ डीजल इंजन |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 मानक |उत्सर्जन]] की सीमा लागू करते हैं, जिसके लिए विशेष उत्प्रेरक परिवर्तन या [[ यूरिया |यूरिया]] के साथ निकास के उपचार की आवश्यकता होती है। ([[ डीजल निकास द्रव | डीजल निकास द्रव]] देखें)। | [[ डीजल इंजन |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 मानक |उत्सर्जन]] की सीमा लागू करते हैं, जिसके लिए विशेष उत्प्रेरक परिवर्तन या [[ यूरिया |यूरिया]] के साथ निकास के उपचार की आवश्यकता होती है। ([[ डीजल निकास द्रव |डीजल निकास द्रव]] देखें)। | ||
=== ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण दहन === | === ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण दहन === | ||
ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण (आंशिक) दहन मुख्य रूप से {{chem|CO}} युक्त गैस मिश्रण उत्पन्न करता है I {{chem|CO|2}}, {{H2O}}, तथा {{chem|H|2}} | ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोकार्बन का अपूर्ण (आंशिक) दहन मुख्य रूप से {{chem|CO}} युक्त गैस मिश्रण का उत्पन्न करता है I जैसे- {{chem|CO|2}}, {{H2O}}, तथा {{chem|H|2}} इत्यादिI इस प्रकार के गैस मिश्रण सामान्यतः धातुओं के [[ गर्मी से निजात |ताप-उपचार]], और गैस [[ carburizing |कार्बराइजिंग]] के लिए सुरक्षात्मक वातावरण के रूप में उपयोग के लिए तैयार किए जाते हैं।<ref>ASM Committee on Furnace Atmospheres, ''Furnace atmospheres and carbon control'', Metals Park, OH [1964].</ref> ऑक्सीजन में हाइड्रोकार्बन के इकाई के अपूर्ण दहन के लिए सामान्य प्रतिक्रिया समीकरण है: | ||
: < | : '''<big>C<sub>x</sub>H<sub>Y</sub> + zO<sub>2</sub> -> aCO<sub>2</sub> + bCO + cH<sub>2</sub>O + dH<sub>2</sub></big>''' | ||
जब z स्टोइकोमेट्रिक मान के लगभग 50% से | जब z स्टोइकोमेट्रिक मान के लगभग 50% से अल्प हो जाता है, तो मीथेन ({{chem|CH|4}}) 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।<ref>{{cite journal | title = एक्ज़ोथिर्मिक वायुमंडल| journal = Industrial Heating | page = 22 | date = June 2013 | url = http://www.industrialheating.com/articles/91142-exothermic-atmospheres | access-date = 5 July 2013}}</ref><ref name="ExoCalc">[http://www.industrialheating.com/ExoCalc] ExoCalc</ref> उदाहरण के लिए, प्रोपेन | 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।<ref>{{cite journal | title = एक्ज़ोथिर्मिक वायुमंडल| journal = Industrial Heating | page = 22 | date = June 2013 | url = http://www.industrialheating.com/articles/91142-exothermic-atmospheres | access-date = 5 July 2013}}</ref><ref name="ExoCalc">[http://www.industrialheating.com/ExoCalc] ExoCalc</ref> उदाहरण के लिए, प्रोपेन इकाई के दहन में ({{chem|C|3|H|8}}) के चार इकाई के साथ {{chem|O|2}}, दहन गैस के सात इकाई बनते हैं, और z स्टोइकोमेट्रिक मान का 80% है। तीन मौलिक संतुलन समीकरण हैं: | ||
* कार्बन: <math>a + b = 3</math> | * '''कार्बन:''' <math>a + b = 3</math> | ||
* हाइड्रोजन: <math>2c + 2d = 8</math> | * '''हाइड्रोजन:''' <math>2c + 2d = 8</math> | ||
* ऑक्सीजन: <math>2a + b + c = 8</math> | * '''ऑक्सीजन:''' <math>2a + b + c = 8</math> | ||
दहन गैस संरचना की गणना करने के लिए | दहन गैस संरचना की गणना करने के लिए तीन समीकरण स्वयं में अपर्याप्त हैं। चूँकि, संतुलन की स्थिति में, [[ जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया |जल-गैस शिफ्ट प्रतिक्रिया]] समीकरण देती है: | ||
: < | : CO + <big>H<sub>2</sub>O</big> -> CO2 + <big>H<sub>2</sub></big> <math>K_{eq} = \frac{a \times d}{b \times c}</math> | ||
उदाहरण के लिए, | उदाहरण के लिए, {{val|1200|ul=K}} पर K{{sub|eq}} का मान 0.728 है।<ref name="ReacWeb">{{cite web|url=http://www.crct.polymtl.ca/reacweb.htm |title=प्रतिक्रिया-वेब|publisher=Crct.polymtl.ca |access-date=2018-07-12}}</ref> दहन गैस में 42.4% {{H2O}}, 29.0% {{CO2}}, 14.7% {{chem|H|2}} और 13.9% {{chem|CO}} होता है। कार्बन {{val|1200|ul=K}} तथा {{val|1|ul=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% {{chem|H|2}} से अधिक होता है तथा {{chem|CO}} का लगभग 0.5% {{chem|CH|4}} होता है। | ||
वे | 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 ]] === | ===[[ 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 प्वाइंट |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 === | ||
गैसीय ईंधन का दहन चार विशिष्ट प्रकार के जलने | गैसीय ईंधन का दहन चार विशिष्ट प्रकार के जलने के माध्यम से हो सकता है: [[ प्रसार लौ |प्रसार लौ,]] [[ पूर्व मिश्रित लौ |पूर्व मिश्रित लौ]], [[ ऑटोइग्निटिव रिएक्शन फ्रंट |स्वत: प्रज्वलित प्रतिक्रिया]], या [[ विस्फोट |विस्फोट]] के रूप में<ref name=":0">{{Cite journal|last=Bradley|first=D|date=2009-06-25|title=दहन और भविष्य के इंजन ईंधन का डिजाइन|journal=Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science|language=en|volume=223|issue=12|pages=2751–2765|doi=10.1243/09544062jmes1519|s2cid=97218733}}</ref> 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 |विस्फोट वेग]] प्रदान करता है <ref name=":0" /> | ||
===ठोस ईंधन === | ===ठोस ईंधन === | ||
[[File:disfig1.svg|thumb|upright=1.5|बहुलक दहन की | [[File:disfig1.svg|thumb|upright=1.5|बहुलक दहन की सामान्य योजना]]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 [[ आग बिंदु |अग्नि बिंदु]] तक गर्म किया जाता है। [[ शुष्क आसवन |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। | * '''आसवन चरण या गैसीय चरण,''' जब ऑक्सीजन के साथ विकसित ज्वलनशील गैसों का मिश्रण प्रज्वलित होता है। ऊर्जा ऊष्मा और प्रकाश के रूप में ऊर्जा उत्पन्न होती है। अग्नि की हवा प्रायः प्रदर्शित होती है। 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 | * '''चारकोल चरण या ठोस चरण,''' जब सामग्री से ज्वलनशील गैसों का उत्पादन लौ की लगातार उपस्थिति के लिए अधिक अल्प होता है और जले हुए ईंधन तीव्रता से नहीं जलता है, केवल चमकते हैं और पश्चात में केवल सुलगते हैं। | ||
==दहन प्रबंधन == | ==दहन प्रबंधन == | ||
कुशल [[ औद्योगिक भट्टी |औद्योगिक भट्टी]] को संसाधित होने वाली सामग्री में दहन ईंधन की ऊष्मा के सबसे बड़े संभावित भाग की | कुशल [[ औद्योगिक भट्टी |औद्योगिक भट्टी]] को संसाधित होने वाली सामग्री में दहन ईंधन की ऊष्मा के सबसे बड़े संभावित भाग की प्राप्ति की आवश्यकता होती है।<ref>{{cite journal | title = प्राकृतिक गैस के लिए दहन की गर्मी की गणना| journal = Industrial Heating | page = 28 | date = September 2012 | url = http://www.industrialheating.com/articles/90561-calculating-the-heat-of-combustion-for-natural-gas | access-date = 5 July 2013}}</ref><ref name="HeatCalc">[http://www.industrialheating.com/HeatCalc] HeatCalc</ref> ऊष्मा प्रक्रिया के संचालन में हानि के कई मार्ग हैं। सामान्यतः, प्रमुख हानि ऑफगैस (जैसे, ग्रिप गैस) के साथ निकलने वाली [[ समझदार गर्मी |प्रत्यक्ष ऊष्मा]] है। ऑफगैस का तापमान और इसकी मात्रा ऊष्मा सामग्री (एंथैल्पी) को प्रदर्शित करती है, इसलिए इसकी मात्रा अल्प रखने से ऊष्मा की हानि अल्प से अल्प होती है। | ||
मानक भट्टी में, दहन वायु प्रवाह को ईंधन प्रवाह से मिश्रित किया जाता है जिससे प्रत्येक ईंधन अणु को पूर्ण दहन के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की त्रुटिहीन मात्रा दी जा सके। चूँकि, वास्तविक संसार में, दहन सही उपाय से आगे नहीं बढ़ता है। असंतुलित ईंधन (सामान्यतः {{chem|CO}} तथा {{chem|H|2}}) प्रणाली से स्राव किया गया ऊष्मा की मात्रा की हानि का प्रतिनिधित्व करता है। चूंकि दहनशील पदार्थ ऑफगैस में अवांछनीय होते हैं, जबकि वहां अप्रतिबंधित ऑक्सीजन की उपस्थिति न्यूनतम सुरक्षा और पर्यावरणीय विचारों को प्रस्तुत करती है, दहन प्रबंधन का प्रथम सिद्धांत सैद्धांतिक रूप से आवश्यक से अधिक ऑक्सीजन प्रदान करना है जिससे यह सुनिश्चित हो सके कि सभी ईंधन जलते हैं। मीथेन के लिए ({{chem|CH|4}}) दहन, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के दो से अधिक अणुओं की आवश्यकता होती है। | |||
चूँकि, दहन प्रबंधन का द्वितीय सिद्धांत अत्यधिक ऑक्सीजन का उपयोग नहीं करना है। ऑक्सीजन की सही मात्रा के लिए तीन प्रकार के माप की आवश्यकता होती है: प्रथम, वायु और ईंधन प्रवाह का सक्रिय नियंत्रण; द्वितीय, ऑफगैस ऑक्सीजन माप; और तृतीय, ऑफगैस ज्वलनशील पदार्थों का | |||