Deflagracja a detonacja
Oba są typami procesów egzotermicznych zachodzących w nieco odmiennej naturze. Termin „egzotermiczny” odnosi się do uwolnienia energii do otoczenia. Zarówno deflagracja, jak i detonacja to sposoby kierowania przepływem ciepła i energii podczas reakcji spalania. Spalanie to „reakcja chemiczna, w której substancja szybko reaguje z tlenem, wytwarzając ciepło i światło” (jak podano w Oxford Dictionary of Chemistry).
Deflagracja
Słowo „deflagracja” pochodzi z łaciny i dosłownie oznacza „spalić”. W przypadku deflagracji ciepło reakcji spalania jest przenoszone warstwa po warstwie; z warstwy gorącej do sąsiedniej warstwy zimnej, powodując jej nagrzanie, a następnie z niej do leżącej obok warstwy zimnej. To powoduje zapłon i wiele pożarów w naszym codziennym życiu jest spowodowanych tym procesem wymiany ciepła. Deflagracje wahają się od płomieni po wybuchy na małą skalę. Jednak ogólnie rzecz biorąc, metoda propagacji ciepła, o którą tu mowa, jest stosunkowo powolna i zachodzi z prędkościami poddźwiękowymi. Termin „poddźwiękowy” odnosi się do każdej prędkości wolniejszej niż prędkość dźwięku, a zdarzenie poddźwiękowe zasadniczo zachodzi za pośrednictwem medium propagującego dźwięk.
Ze względu na stosunkowo powolne przenoszenie ciepła, deflagracje są często kontrolowane i nie powodują nagłych i masowych eksplozji, w których oprócz ciepła uwalnia się dużo ciśnienia gazu. Dlatego proces ten był szeroko stosowany w wielu silnikach spalinowych ze względu na jego bezpieczeństwo. Również zapłon prochu, fajerwerki, zapalenie kuchenki gazowej itp. Są spowodowane deflagracją.
Ponadto proces ten został wykorzystany do rozbiórki kamiennych jaskiń w przemyśle wydobywczym jako zdrowa alternatywa dla wysokoenergetycznych materiałów wybuchowych ze względu na względną łatwość kontrolowania tego procesu. Jednak niektóre nagłe, krótkotrwałe deflagracje mogą powodować szkody ze względu na ogromną ilość energii uwolnionej w krótkim czasie i na skutek uderzenia ciśnienia. Te krótkotrwałe deflagracje bardziej przypominają detonacje. Kiedy występują one w silnikach spalinowych, w których idealnie spodziewany jest proces deflagracji, stukanie silnika ma miejsce z nagłymi skokami, co powoduje utratę mocy i nadmierne nagrzewanie niektórych części silnika.
Detonacja
W języku francuskim słowo „detonacja” oznacza „wybuchnąć”. W tym procesie ciepło jest przenoszone za pośrednictwem frontu fali uderzeniowej, napędzanego przez zachodzącą za nim egzotermiczną reakcję o wysokiej energii, która w tym przypadku jest reakcją spalania. Detonacja zachodzi z prędkością naddźwiękową (większą od prędkości dźwięku) i ze względu na czoło fali uderzeniowej powoduje masywne turbulencje w ośrodku propagacji wyzwalające wraz z ciepłem spore ciśnienie.
Przeważnie w bombach i innych materiałach wybuchowych technika ta jest stosowana od samego początku, fale uderzeniowe przemieszczają się przez media szybciej niż zwykła fala. Ponadto, ze względu na wysoce kierunkowy charakter fali uderzeniowej, energia jest uwalniana w jednym kierunku; ogólnie kierunek do przodu. Detonacja jest również wykorzystywana do innych mniej destrukcyjnych celów, takich jak osadzanie powłok na powierzchni, czyszczenie starego sprzętu i napędzanie samolotów.
Jaka jest różnica między deflagracją a detonacją?
• Deflagracja oznacza „spalić”, podczas gdy detonacja oznacza „wybuchnąć”.
• Deflagracja jest stosunkowo powolnym procesem w porównaniu z detonacją, która zachodzi z prędkością ponaddźwiękową.
• Detonacja uwalnia więcej energii niż proces deflagracji w krótszym czasie.
• Rozchodzenie się ciepła i energii w procesie detonacji odbywa się poprzez czoło fali uderzeniowej, podczas gdy w procesie deflagracji przenoszenie ciepła odbywa się poprzez ucieczkę ciepła z warstwy do warstwy w ośrodku.
• W procesie detonacji oprócz ciepła jest uwalniany gaz pod wysokim ciśnieniem, ale w przypadku deflagracji uwalniane jest głównie ciepło, które powoduje stosunkowo mniejsze uwolnienie ciśnienia.
