Combustión de partículas de magnesio en atmósferas inertes de oxígeno

El mecanismo de combustión de partículas de magnesio encendidas por láser en el rango de tamaño 100 ν se estudió mediante cinemicrografía de partículas en llamas y mediante micrografía de electrones de barrido de muestras apagadas. Se investigó la combustión en atmósferas de oxígeno y argón a temperatura ambiente, presión atmosférica, con fracciones de masa de oxígeno que oscilaban entre 0,03 y la unidad. También se hicieron ciertas observaciones para quemar en el aire, para quemar a presiones entre 1/5 y 2 atm, para quemar a temperaturas ambiente de hasta aproximadamente 500°C, para quemar en atmósferas con concentraciones de agua de aproximadamente 2% y para quemar en dióxido de carbono. Se identificaron los tipos de ignición rápida y retardada. Se encontró que la combustión involucraba una zona de reacción de fase gaseosa extendida, acumulación superficial de óxido sólido, chorro, giro y fragmentación. También se observó combustión regular, con poca acumulación de óxido dentro de la partícula, pero solo en atmósferas diluidas. Excepto en atmósferas muy diluidas, se encontró que la acumulación de óxido de superficie produce extinción antes de lo esperado, ya sea al aumentar la velocidad de combustión o al evitar que la combustión se complete. Se observaron varios modos de extinción diferentes. El tiempo de combustión se midió en función del diámetro inicial de la llama. También se estimaron las relaciones entre los diámetros de llama y de partícula. Se desarrolló un modelo teórico simplificado para describir la combustión casi estable. La teoría y el experimento están de acuerdo en la mayoría de los aspectos, pero no en todos. La teoría sugiere la aparición de una reacción homogénea de magnesio y oxígeno seguida más tarde por la condensación del óxido. El hecho de que el óxido que se condensa en la superficie de la partícula es sólido en lugar de líquido, se cree que influye significativamente en el mecanismo de combustión.