Los factores a considerar

Qué es la Combustión?

La combustión es la reacción química rápida del oxígeno del *aire u oxígeno directo, que se define como comburente, con los distintos elementos que constituyen el combustible (principalmente carbono (C) e hidrógeno (H). Estas reacciones químicas liberan energía produciendo aumentos locales de temperatura, lo que origina un flujo de calor hacia el exterior.

* El aire está compuesto principalmente de oxígeno (O) y nitrógeno (N).

Tipos de Combustión 

1. Completa: S  e produce cuando el total del combustible reacciona con el oxígeno. En el caso de una combustión completa, los productos de esta combustión son solamente CO₂, H₂O, O₂ y N₂. Es decir no quedan residuos de combustible sin quemar.     
   

2. Incompleta: Se produce cuando parte del combustible no reacciona completamente. En este caso los productos de la combustión incluyen también hidrocarburos no quemados, como C, H y CO. 

Las razones principales que influyen en este hecho son: dificultad para producir premezcla homogénea, insuficiente tiempo de residencia en la zona de combustión, enfriamiento de los productos o volumen de aire insuficiente, o una combinación de las causas anteriores.


Aire Estequeométrico o Teórico

Es la cantidad de aire necesaria y suficiente para asegurar la combustión completa de una unidad de combustible. Cuando una unidad de combustible está mezclada con un volumen de aire igual al teórico, se define como mezcla estequeométrica.

Exceso de aire

En la práctica es casi imposible obtener una mezcla homogénea y total del combustible con el comburente (aire u oxígeno directo). Esto obliga a emplear una cantidad real de aire mayor a la estequeométrica, con el propósito de producir una combustión lo más completa posible.

Se denomina exceso de aire a la relación:

 Mientras mayor es el exceso de aire, menor es la probabilidad de una combustión incompleta, pero también disminuye la temperatura de la reacción y la eficiencia térmica del proceso. Por lo tanto, se debe tratar de emplear el exceso de aire mínimo para que se queme la totalidad del combustible.

Condiciones para la combustión

Para que ocurra la combustión, el combustible debe alcanzar la denominada temperatura de ignición. Cuando ello ocurre, el combustible comienza a arder y se forma la llama, una zona donde ocurre una rápida oxidación del combustible, liberando gran cantidad de energía, y que se produce a altas temperaturas.

Una mezcla aire/combustible es inflamable cuando la llama iniciada en uno de sus puntos puede propagarse.

Para cada combustible existen dos límites de inflamabilidad, fuera de los cuales la mezcla no es combustionable. Por debajo del límite inferior de inflamabilidad, la mezcla no es suficientemente rica en combustible, sobre el límite superior de inflamabilidad la mezcla es pobre en comburente (aire). Algunos límites de inflamabilidad en el aire (expresados como porcentaje de combustible en la mezcla) se presentan en la tabla siguiente:

Combustible	Fórmula Química	Límite Inferior %	Límite Superior %
Metano	CH4	5	14
Propano	C3H8	1,86	8,41
Butano	C4H10	2,37	9,5
Gas Natural		5	15

Tipos de Llama

1. Llama de Premezcla: Una llama se considera premezclada cuando la mezcla de combustible y comburente se realiza antes de la boquilla del quemador. La cantidad de aire usualmente es menor que la estequeométrica y el aire faltante proviene del ambiente que rodea la llama, denominado aire secundario.
2. Llama de Difusión: Una llama es de difusión cuando la mezcla del combustible y el comburente se realiza en el exterior del quemador. El gas sale por la boquilla del quemador y el oxígeno para la combustión proviene del aire circundante. Esta llama es más luminosa que la de premezcla y su luminosidad proviene de las partículas de hollín incandescentes.

Temperatura Teórica de Combustión

Es aquella que alcanzarían los productos de la combustión si todo el calor de la reacción fuese empleado en su calentamiento. Dado que siempre existen pérdidas de calor, en la práctica esta temperatura no se alcanza.

Eficiencia de la Combustión

Se define como eficiencia de la combustión al cuociente entre el Calor Útil Entregado y el Calor Total Entregado por el combustible, es decir: