Llama (combustión)
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Llama. es un fenómeno luminoso que se produce por la incandescencia de los gases durante la combustión.
Para que la llama comience y quede estable, se debe estabilizar el frente de llama. Para ello, se debe coordinar la velocidad de escape de gases y de propagación de la llama con la entrada de comburente (aire) y combustible. El frente de llama marca la separación entre el gas quemado y el gas sin quemar. Aquí es donde tienen lugar las reacciones de oxidación principales. El espesor del frente de llama puede ir desde menos de 1mm hasta ocupar totalmente la cámara de combustión. La propagación de la llama es el desplazamiento de ésta a través de la masa gaseosa. Se efectúa esta propagación en el frente de llama Si la combustión se efectúa con suficiente, oxígeno, es completa. La llama que se produce en este caso tiene poco poder de iluminación, por lo que se conoce con el nombre de llama de oxidación o llama oxidante, y el exceso de oxígeno es suficientemente alto para oxidar a los metales. Si falta oxígeno, la combustión es incompleta y la temperatura que se alcanza es mas baja; en esta llama se reducen los óxidos de algunos metales; la llama que se produce tiene una luminosidad característica a causa de la incandescencia del carbón que no se quema por falta de oxígeno. Esta llama se conoce con el nombre de llama de reducción.
Sumario
Estructura de la llama
En las llamas no luminosas se presentan tres zonas claramente definidas como se observa en la figura:
- Zona interna o interior fría, corresponde a los gases que no entran en combustión, por lo que su temperatura es baja.
- Zona intermedia o de reducción, es una mezcla intermedia en la cual la combustión es incompleta y en la que se reducen los óxidos metálicos. La zona de reducción está generalmente limitada a una mera envoltura del cono interior.
- Zona exterior o de oxidación, que es la parte más externa de la llama y envuelve a las dos anteriores; por la abundancia de oxigeno hay combustión completa y la temperatura es más alta. El punto más caliente de la llama se encuentra en el interior de esta zona.
Forma, color y temperatura de la llama
La forma que presenta una llama depende del medio técnico que prepara el combustible/comburente; es decir, depende del quemador utilizado, ya que éste es el encargado de pulverizar y repartir el combustible. Si la combustión es buena, la llama no será opaca, negruzca,... El color negro lo van a dar los inquemados. La temperatura que va a alcanzar la llama dependerá de:
1. Composición y porcentaje del comburente.
2. Velocidad global de la combustión. Ésta depende de:
- Reactividad del combustible.
- Forma y eficacia del sistema de combustión.
- Temperatura inicial de los reactivos.
En los quemadores de combustibles fluidos actuales se regula las proporciones de combustibles y aire para obtener llamas de alto poder calorífico, como consecuencia de combustiones completas, contarías a las llamas luminosas que se producen en algunos quemadores por la influencia de oxígeno.
Clasificación de las llamas
Las llamas se clasifican en 3 grupos ateniéndonos a los parámetros para un combustible líquido:
a. Mezcla combustible comburente.
b. Velocidad de la mezcla de combustible.
c. Posición de la llama respecto a la boca del quemador.
a. Mezcla combustible comburente.
1) Llama de premezcla: La mezcla de los dos fluidos se realiza parcial o totalmente antes de alcanzar la cámara de combustión.
2) Llama de difusión: (sin mezcla previa) El combustible y el comburente se mezcla justo en el momento de la combustión.
b. Velocidad de la mezcla de combustible.
1) Laminar: Los fenómenos de mezcla y transporte ocurren a bajas temperaturas.
2) Turbulento: Las velocidades de la mezcla aire/combustible es elevada. La mezcla vaporizada suele salir silbando y en forma de torbellino.
c. Posición de la llama respecto a la boca del quemador.
1) Llama estacionaria: El combustible se va quemando poco a poco al pasar por una determinada parte del sistema. Este es el tipo de llama ideal desde el punto de vista industrial.
2) Llama explosiva libre: Es la que está en movimiento.
Ver También
