Горением называется сложный физико-химический процесс соединения горючей части топлива с кислородом воздуха, сопровождающийся выделением тепла.
Правильное объяснение горения как химического процесса соединения горючего вещества с воздухом было впервые дано М. В. Ломоносовым. Дальнейшее развитие науки о горении связано с работами Д. И. Менделеева, который создал методы расчета процесса горения. В развитии современной теории горения значительное место принадлежит советским ученым Н. П. Семенову, А. С. Предводителеву, Г. Ф. Кнорре, Л. Н. Хитрину и другим. Характерной особенностью горения, отличающей его от других окислительных реакций, является скорость окислительных процессов, при которой выделяющееся тепло не успевает рассеиваться в окружающей среде.
Для возникновения и развития процесса горения требуется подвести к топливу достаточное количество воздуха. Необходимо также наличие высокой температуры, при которой происходит взаимодействие частиц горючего вещества и кислорода воздуха. При достаточном количестве воздуха органическая масса топлива дает продукты полного сгорания, и горение в этом случае называется полным; если воздуха недостаточно, то происходит неполное горение. Количество веществ, участвующих в горении, измеряется в обычных весовых единицах или в молях. Молем, или килограмм-молекулой, называется весовое количество вещества в кг, равное его молекулярному весу.
Начало горения может произойти в результате самовоспламенения или при поджигании топлива. В дальнейшем происходит непрерывное выделение теплоты, необходимой для поддержания процесса на достаточно высоком температурном уровне.
Температура, при которой возникает химическое взаимодействие частиц горючего вещества и кислорода, называется температурой воспламенения. Температура воспламенения большинства горючих газов составляет около 600°С, а топочного мазута от 100 до 200°С. Температура воспламенения твердого топлива колеблется в широких пределах — от 250 до 450°С для бурых углей и до 600—700°С для антрацитов. Эта температура зависит не только от свойств топлива, но и от ряда внешних условий, как-то: давления, времени подогрева топлива, присутствия инертных газов в смесях и т. д.
Для жидкого топлива, применяемого в дизелях, основное значение имеет температура, самовоспламенения, т. е. та низшая
температура, при которой топливо загорается без воздействия какого-либо постороннего источника воспламенения. G повышением давления температура самовоспламенения топлива понижается.
Скорость процесса горения зависит в основном от условий смесеобразования. В зависимости от этого горение разделяют на кинетическое и диффузионное. Если образование смеси топлива и воздуха предшествует горению, то горение называется кинетическим; если процессы горения происходят одновременно с процессами смесеобразования, то горение называется диффузионным. В практических условиях часто наблюдается промежуточная область горения, называемая диффузионно-кинетической.
Под температурой горения понимается температура, до которой нагреваются газообразные продукты сгорания за счет тепла, выделяемого при горении. Различают температуру горения теоретическую и действительную.
Теоретической температурой горения называется та максимальная температура, которая может быть достигнута при отсутствии потерь от теплообмена. Теоретическая температура горения для жидкого топлива составляет 1800—2000°С, для углей 1450— 1800°С.
Вследствие того, что процессы горения в топочных камерах, в цилиндрах двигателей и т. д. сопровождаются теплообменом и тепловыми потерями, продукты сгорания будут иметь действительную температуру ниже теоретической.
