Flamme

Als Flamme wird der Bereich brennender Gase und Dämpfe bezeichnet, in dem Strahlung im sichtbaren Spektralbereich emittiert wird.

Die bei der Verbrennung freigesetzte Strahlung wird im Wesentlichen durch die Molekülbanden (Vibrations- und Rotationsbanden) und Ruß in der Petroleumflamme hervorgerufen. Die in der Flamme glühenden Feststoffpartikel emittieren die Strahlung, die wir als Leuchten der Flamme wahrnehmen Des weiteren trägt auch Linienstrahlung von Atomen zur Strahlung der Flamme bei. Die Wellenlänge der Strahlung ist charakteristisch für die in der Reaktionszone vorhandenen Moleküle und Temperaturen.

Brennende Kerze, rechts schematisch mit Verbrennungszonen (siehe Text).

Der Reaktionsbereich (im Bild) der Verbrennung umfasst: (1) Vorwärmzone, (2/3) Reaktionszone, (4) Gleichgewichtszone.

Die sichtbare Flamme bildet sich in der Reaktionszone aus.

Dies führt meistens zu einem intensiven Leuchten, das den Reaktionsbereich scharf abgrenzt (Flammfront) und verschiedene Farben annehmen kann. Bedeutsamer Anteil an der Flammenfärbung wird durch folgende Bestandteile in der Reaktionszone hervorgerufen:

• orange: glühende Rußteilchen (Größenordnung einige 10 nm)
• türkis: angeregte CO₂ und CH-Radikale.

Dagegen strahlen die Reaktionsprodukte der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen wie Spiritus (CO₂ und H₂O) praktisch nur im nicht sichtbaren infraroten Spektralbereich.

Bei vorgemischten Flammen liegt ein homogenes Gemisch reagierender Gase vor (so z. B. beim Bunsenbrenner, Starklichtlampe oder Lötlampe).

Bei Diffusionsflammen (z. B. der Kerze oder Dochtlampe) werden Brennstoffe und Sauerstoff getrennt zugefügt.

Als Reduktionsflamme (leuchtende Flamme) wird eine Flamme mit niedrigem Sauerstoffanteil bezeichnet. In der Flamme bildet sich Ruß, der für das intensive Leuchten der Flamme verantwortlich ist. Oxidationsflammen (rauschende Flammen) enthalten Sauerstoff im Überschuss. Wegen des geringen Rußanteils leuchten sie nur schwach (Beispiel: Starklichtlampe).