Deflagration gegen Detonation
Beides sind Arten von exothermen Prozessen, die in leicht unterschiedlicher Natur ablaufen. Der Begriff "exotherm" bezieht sich auf die Freisetzung von Energie an die Umgebung. Sowohl Deflagration als auch Detonation sind Wege, wie der Wärme- und Energiefluss beim Umgang mit Verbrennungsreaktionen gesteuert wird. Die Verbrennung ist eine „chemische Reaktion, bei der die Substanz unter Bildung von Wärme und Licht schnell mit Sauerstoff reagiert“(wie im Oxford Dictionary of Chemistry angegeben).
Verpuffung
Das Wort "Deflagration" stammt aus dem Lateinischen und bedeutet literarisch "niederbrennen". Bei der Verpuffung wird die Wärme der Verbrennungsreaktion Schicht für Schicht übertragen; von einer heißen Schicht zur benachbarten kalten Schicht, wodurch es heiß wird, und dann von dort zur kalten Schicht, die daneben liegt. Dies verursacht eine Entzündung und viele Brände in unserem täglichen Leben werden durch diesen Prozess der Wärmeübertragung verursacht. Deflagrationen reichen von Flammen bis zu Explosionen im kleinen Maßstab. Im Allgemeinen ist das hier verwendete Wärmeausbreitungsverfahren jedoch relativ langsam und erfolgt bei Unterschallgeschwindigkeiten. Der Begriff "Unterschall" bezieht sich auf jede Geschwindigkeit, die langsamer als die Schallgeschwindigkeit ist, und ein Unterschallereignis tritt im Wesentlichen über ein Schallausbreitungsmedium auf.
Aufgrund der relativ langsamen Wärmeübertragung sind Verpuffungen oft unter Kontrolle und verursachen keine plötzlichen und massiven Explosionen, bei denen zusätzlich zur Wärme viel Gasdruck freigesetzt wird. Daher wurde dieses Verfahren aufgrund seiner Sicherheit in vielen Verbrennungsmotoren ausgiebig eingesetzt. Auch die Zündung von Schießpulver, Feuerwerk, das Anzünden des Gasherds usw. sind auf Verpuffung zurückzuführen.
Darüber hinaus wurde dieses Verfahren beim Abriss von Steinhöhlen im Bergbau als gesunde Alternative zu hochenergetischen Sprengstoffen eingesetzt, da die Steuerung des Prozesses relativ einfach ist. Bestimmte plötzliche Verpuffungen von kurzer Dauer können jedoch aufgrund der massiven Energiemenge, die in kurzer Zeit freigesetzt wird, und aufgrund des Druckaufpralls Schaden anrichten. Diese kurzzeitigen Deflagrationen ähneln eher den Detonationen. Wenn diese bei Verbrennungsmotoren auftreten, bei denen im Idealfall der Verpuffungsprozess zu erwarten ist, tritt ein Motorklopfen mit plötzlichen Einbrüchen auf, was zu Leistungsverlust und übermäßiger Erwärmung bestimmter Teile des Motors führt.
Detonation
Im Französischen bedeutet das Wort "Detonation" "explodieren". Bei diesem Prozess wird Wärme über eine Stoßwellenfront übertragen, die von einer hochenergetischen exothermen Reaktion angetrieben wird, die nachläuft, was in diesem Fall eine Verbrennungsreaktion ist. Die Detonation erfolgt bei Überschallgeschwindigkeit (Geschwindigkeit schneller als die Schallgeschwindigkeit) und verursacht aufgrund der Stoßwellenfront massive Turbulenzen im Ausbreitungsmedium, wobei neben der Wärme auch viel Druck freigesetzt wird.
Meistens wird diese Technik in Bomben und anderen Sprengstoffen verwendet, da Schockwellen seit ihrem Ursprung schneller durch Medien wandern als eine gewöhnliche Welle. Aufgrund der stark gerichteten Natur der Stoßwelle wird Energie in eine Richtung freigesetzt. im Allgemeinen Vorwärtsrichtung. Die Detonation wird auch für andere weniger zerstörerische Zwecke verwendet, z. B. zum Abscheiden von Beschichtungen auf einer Oberfläche, zum Reinigen alter Geräte und zum Antreiben von Flugzeugen.
Was ist der Unterschied zwischen Deflagration und Detonation?
• Deflagration bedeutet "niederbrennen", während Detonation "explodieren" bedeutet.
• Die Deflagration ist im Vergleich zur Detonation bei Überschallgeschwindigkeit ein relativ langsamer Prozess.
• Die Detonation setzt in kürzerer Zeit mehr Energie frei als ein Deflagrationsprozess.
• Die Ausbreitung von Wärme und Energie in einem Detonationsprozess erfolgt über eine Stoßwellenfront, während bei einem Deflagrationsprozess die Wärmeübertragung durch Wärme erfolgt, die im Medium von Schicht zu Schicht entweicht.
• Bei einem Detonationsprozess wird zusätzlich zur Wärme Hochdruckgas freigesetzt, bei der Deflagration wird jedoch hauptsächlich Wärme freigesetzt, die eine relativ geringere Druckfreisetzung verursacht.
