Detonazione

La detonazione è l'atto e la conseguenza di far esplodere: iniziare un botto. La nozione è legata a fenomeni come la combustione e l'esplosione.

La combustione è una reazione chimica che avviene tra un comburente (ossigeno) e un combustibile (alcol, legno o altro). Il comburente fa sì che il combustibile si ossidi rapidamente e rilasci energia, di solito sotto forma di una fiamma.

Quando la combustione avviene a velocità subsonica e senza esplosione, si chiama deflagrazione. Se la combustione raggiunge una velocità supersonica, si tratta di un caso di detonazione.

Una detonazione genera un'onda d'urto, seguita da un'onda di reazione o zona di reazione. Una detonazione di solito inizia con una deflagrazione, che poi, a causa delle condizioni circostanti, diventa una detonazione, causando un'onda d'urto che viaggia più veloce della velocità del suono.

Le detonazioni trasformano l'energia contenuta in un dato materiale, che viene scambiata con l'ambiente circostante ad alta velocità. La potenza di detonazione (la velocità di detonazione) di un materiale può essere espressa in metri al secondo. Se la liberazione di energia causata dalla combustione include il rilascio di gas e calore, con conseguente scoppio e un improvviso aumento di pressione, si verifica un'esplosione.

Perché si verifichi una detonazione, in definitiva, l'energia viene iniettata in un materiale che non è in grado di accumularla o dissiparla. Questo materiale, quindi, subisce una reazione critica. Il concetto di reazione critica è definito come una reazione nucleare a catena caratterizzata dall'avere un numero medio di reazioni generate direttamente da ogni singola reazione pari all'unità e dall'essere auto-mantenuta.

Un altro significato del termine detonazione ci porta a uno dei fenomeni che avvengono all'interno di un motore, e che è anche conosciuto come pitting: si tratta della combustione violenta e rapida che avviene quando aria e combustibile si mescolano nella camera, una volta che il motore si accende per mezzo di un arco elettrico o di una scintilla nel numero di candele presenti.

Quando si verifica la detonazione in un motore, è possibile sentire un rumore simile a uno sferragliare o sferragliare, che alcune persone chiamano pistonamento. La ragione di questo rumore è che la pressione dei gas all'interno delle camere di combustione aumenta eccessivamente e questo fa sì che i pistoni siano sottoposti a forze elevate, a volte portando alla loro rottura.

Se la combustione è normale, la miscela carburante/aria inizia ad accendersi dagli elettrodi della candela e continua attraverso i gas incombusti. È comune che la fiamma agisca su un solo fronte e si propaghi attraverso la camera fino a raggiungere la testa del pistone. I gas freschi aumentano di temperatura fino a raggiungere la combustione, sia per l'azione della fiamma che per la compressione che avviene perché i gas bruciati si espandono.

Durante una detonazione, invece, ci sono un minimo di due fronti di fiamma che si scontrano tra loro e danno luogo a una notevole onda d'urto, che sferza i pistoni. La ragione di ciò è il brusco aumento di temperatura dei gas incombusti prima che siano raggiunti dalla fiamma proveniente dalla candela. In entrambi i casi, il processo di combustione è estremamente veloce, tanto che si misura in millisecondi.