Der Unterschied zwischen Verpuffung und Detonation

Verbrennung ist ein Prozess, bei dem Energie freigesetzt wird. Deflagration und Detonation sind zwei Möglichkeiten, wie Energie freigesetzt werden kann. Wenn sich der Verbrennungsprozess mit Unterschallgeschwindigkeit (langsamer als die Schallgeschwindigkeit) nach außen ausbreitet, liegt eine Verpuffung vor. Wenn sich die Explosion mit Überschallgeschwindigkeit nach außen bewegt (schneller als die Schallgeschwindigkeit), ist dies eine Detonation.

Während die Deflagration die Luft nach vorne drückt, explodieren Objekte nicht, da die Verbrennungsrate relativ langsam ist. Aufgrund der schnellen Detonationswirkung führen Detonationen jedoch dazu, dass Objekte auf ihrem Weg zersplittert oder pulverisiert werden.

Verpuffung

Die Definition von Verpuffung ist nach dem "Collins English Dictionary" "ein Feuer, bei dem sich eine Flamme schnell, aber mit Unterschallgeschwindigkeit durch ein Gas ausbreitet. Verpuffung ist eine Explosion, bei der die Verbrennungsgeschwindigkeit niedriger ist als die Schallgeschwindigkeit in der Umgebung. "

Alltägliches Feuer und die meisten kontrollierten Explosionen sind Beispiele für Verpuffungen. Die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit beträgt weniger als 100 Meter pro Sekunde (normalerweise viel weniger), und der Überdruck beträgt weniger als 0,5 bar. Da es steuerbar ist, kann die Verpuffung für die Arbeit genutzt werden. Beispiele für Verpuffungen sind:

• Verbrennungsmotor (wird in Fahrzeugen verwendet, die fossile Brennstoffe wie Benzin, Öl oder Dieselkraftstoff verwenden)
• Gasherd (mit Erdgas betrieben)
• Feuerwerk und andere Pyrotechnik
• Schießpulver in einer Schusswaffe

Die Verpuffung brennt radial nach außen und erfordert die Ausbreitung von Kraftstoff. So beginnt beispielsweise ein Lauffeuer mit einem einzelnen Funken und dehnt sich dann kreisförmig aus, wenn Kraftstoff zur Verfügung steht. Wenn es keinen Brennstoff gibt, brennt das Feuer einfach aus. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Verpuffung bewegt, hängt von der Qualität des verfügbaren Kraftstoffs ab.

Detonation

Das Wort "Detonation" bedeutet "Donnern" oder "Explodieren". Wenn eine Zersetzungs- oder Kombinationsreaktion in sehr kurzer Zeit viel Energie freisetzt, kann es zu einer Explosion kommen. Eine Detonation ist eine dramatische, oft zerstörerische Form einer Explosion. Es zeichnet sich durch eine exotherme Überschallfront (über 100 m / s bis zu 2000 m / s) und einen deutlichen Überdruck (bis zu 20 bar) aus. Die Front treibt eine Stoßwelle voraus.

Obwohl technisch eine Form der Oxidationsreaktion, erfordert eine Detonation keine Kombination mit Sauerstoff. Instabile Moleküle setzen beträchtliche Energie frei, wenn sie sich aufspalten und in neue Formen rekombinieren. Beispiele für Chemikalien, die zur Detonation führen, sind hochexplosive Stoffe wie:

• TNT (Trinitrotoluol)
• Nitroglycerin
• Dynamit
• Pikrinsäure
• C4

Detonationen können natürlich in explosiven Waffen wie Atombomben eingesetzt werden. Sie werden auch (viel kontrollierter) im Bergbau, im Straßenbau und bei der Zerstörung von Gebäuden oder Bauwerken eingesetzt. 

Deflagration zum Detonationsübergang

In einigen Situationen kann eine Unterschallflamme zu einer Überschallflamme werden. Diese Deflagration zur Detonation ist schwer vorherzusagen, tritt jedoch am häufigsten auf, wenn Wirbelströme oder andere Turbulenzen in den Flammen vorhanden sind. Dies kann passieren, wenn das Feuer teilweise eingegrenzt oder blockiert ist. Solche Ereignisse sind an Industriestandorten aufgetreten, an denen extrem brennbare Gase entweichen und bei gewöhnlichen Deflagrationsbränden explosive Materialien auftreten.