LE ZONE DELLA FIAMMA

Le zone della Fiamma: nucleo e mantello

La fiamma è la manifestazione visibile di una reazione chimica detta combustione.

La fiamma è costituita da gas incandescenti prodotti dalla trasformazione chimica di un combustibile. Lo stato di eccitazione degli atomi dei gas produce un'energia la cui lun-ghezza d'onda ricade nel campo del visibile; le diverse lunghezza d'onda all'interno dello spettro del visibile corrispondono alle diverse colorazioni.
Le temperature all'interno di una fiamma di forma regolare sono differenti, a seconda dei punti di misurazione.
Quindi la colorazione dipende dalla natura del combustibile e dalla temperatura della fiamma.
La forma tipica della fiamma dipende da leggi che regolano la termodinamica. Le zone della fiamma sono essenzialmente due, il nucleo o cono, interno e più freddo, ed il mantello, esterno e più caldo.
La fiamma di una candela, per esempio, è costituita principalmente dai prodotti della combustione di idrocarburi gassosi derivati dall’evaporazione della paraffina
La temperatura dei gas che costituiscono la fiamma rag-giunge i valori più elevati nella zona più esterna, il “mantello”, dove si attiva la reazione di combustione con l’ossigeno dell’aria. All’interno c’è un cono di gas relativamente freddi perché, a causa della scarsità di ossigeno, i processi di combustione sono limitati. La differenza di temperatura tra le due zone è dimostrata dal fatto che un sottile filo di ferro immerso nella fiamma si arroventa solo nelle zone del mantello.
L’ossigeno per la combustione è continuamente rinnovato dalla convezione dell’aria tutto attorno alla fiamma, messa in moto dalla colonna di gas ascendenti che costituisce la fiamma stessa.

Rispetto ad una fiamma libera, come la candela, il bunsen produce una temperatura di fiamma più elevata (1400/1600°C), per i seguenti motivi:
•    Il combustibile, gas metano o similari, è un prodotto sufficientemente raffinato, con un potere calorifico elevato, quindi in grado di produrre una reazione chimica con una notevole efficienza termica, rispetto invece alla candela (600/1000°C), che brucia stearina, combustibile a più basso rendimento termico.
•    La forma del bunsen sfrutta la naturale produzione di una depressione al passaggio di un flusso fluido (gas o liquido), ordinato, orientato e laminare. Il foro alla base del corpo del becco bunsen permette all'aria di venire aspirata all'interno del bruciatore, e trascinata nel verso del flusso del combustibile per effetto del gas che fluisce all'interno dello stesso: quindi, si produce una miscelazione di gas combustibile ed aria comburente migliore, a vantaggio di un miglior rendimento termico della combustione.

 E' lo stesso effetto che regola il funzionamento del camino, l'aria calda prodotta dalla combustione sale verso l'alto e si incanala all'interno della canna fumaria: il movimento crea l'effetto  che aspira l'aria dall'ambiente. Se l'ambiente non ha prese d'aria, l'effetto non si crea e si dice che il camino brucia male.