Spalanie dyfuzyjne gazu następuje podczas
Spalanie dyfuzyjne gazu polega na tym, że gaz palny i powietrze nie są wcześniej dokładnie wymieszane, tylko spotykają się dopiero w strefie płomienia. Tlen z powietrza dyfunduje, czyli przenika, do strumienia paliwa, a gaz palny miesza się z powietrzem na granicy płomienia. Dlatego poprawne jest stwierdzenie, że chodzi o kontrolowany proces, kiedy gaz palny ma dostęp do powietrza w chwili zapłonu. Moim zdaniem najłatwiej zapamiętać to na przykładzie klasycznego palnika gazowego: gaz wypływa z dyszy, zasysa albo ma doprowadzone powietrze z otoczenia i pali się stabilnym płomieniem. Nie tworzymy najpierw gotowej mieszaniny gazowo-powietrznej w całej objętości, tylko mieszanie zachodzi lokalnie, przy płomieniu. W praktyce takie spalanie spotyka się m.in. w palnikach dyfuzyjnych, prostych urządzeniach grzewczych, niektórych piecach technologicznych i instalacjach, gdzie ważna jest stabilność płomienia oraz kontrola dopływu paliwa. Dobre praktyki branżowe wymagają, żeby zapewnić właściwą wentylację, sprawne odprowadzenie spalin, kontrolę płomienia, szczelność armatury gazowej i prawidłowy ciąg. W normach i dokumentacji technicznej, np. przy palnikach gazowych zgodnych z podejściem PN-EN 676 czy urządzeniach cieplnych wg PN-EN 746-2, bardzo mocno pilnuje się kolejności zapłonu, zabezpieczeń przeciwwypływowych i nadzoru płomienia. To nie jest detal teoretyczny, bo zła interpretacja mieszania gazu z powietrzem może prowadzić do cofnięcia płomienia, niestabilnego spalania, sadzy, CO albo nawet sytuacji wybuchowej.
Najczęstsze nieporozumienie w tym pytaniu bierze się z pomieszania dwóch spraw: sposobu mieszania gazu z powietrzem oraz tego, czy proces jest kontrolowany czy przypadkowy. Spalanie dyfuzyjne nie oznacza po prostu, że gdzieś pojawił się gaz i powietrze w sposób niekontrolowany. W technice spalania chodzi przede wszystkim o to, że paliwo i utleniacz nie są przygotowane jako jednorodna mieszanina przed zapłonem. Mieszanie zachodzi dopiero w pobliżu płomienia, przez dyfuzję i turbulencję. Dlatego samo użycie słowa niekontrolowany prowadzi w złą stronę, bo nie opisuje istoty spalania dyfuzyjnego, tylko raczej awarię, nieszczelność albo pożar gazu poza przewidzianym miejscem pracy urządzenia. Jeszcze innym błędem jest uznanie, że spalanie dyfuzyjne zachodzi wtedy, gdy gaz jest wstępnie zmieszany z powietrzem. To już jest charakterystyczne dla spalania kinetycznego, premiksowego, czyli takiego, gdzie mieszanina palna powstaje przed strefą płomienia. Tak pracują niektóre nowoczesne palniki z dokładną regulacją stosunku powietrze-gaz, ale tam pojawiają się inne ryzyka, np. cofnięcie płomienia do mieszalnika albo gwałtowna deflagracja przy złych proporcjach. W sytuacji przypadkowej, gdy gaz wymiesza się z powietrzem w pomieszczeniu, mamy raczej zagrożenie wybuchem mieszaniny gazowo-powietrznej, a nie typowy, kontrolowany płomień dyfuzyjny. Z mojego doświadczenia uczniowie często myślą: skoro gaz ma dostęp do powietrza, to musi być niebezpiecznie i niekontrolowanie. No właśnie nie zawsze. W palniku dostęp do powietrza jest przewidziany konstrukcyjnie, a bezpieczeństwo zapewniają dysze, zawory, czujniki płomienia, wentylacja oraz procedury uruchamiania opisane w DTR i normach branżowych. Kluczowe jest więc zapamiętać: dyfuzyjne spalanie gazu to kontrolowany płomień, w którym mieszanie z powietrzem następuje przy zapłonie i w strefie spalania, a nie gotowa mieszanina przed zapłonem.