Nehmen Sie einen Planeten mit einer Atmosphäre, die der der Erde etwas ähnlich ist, aber dichter ist, sagen wir 9-10 bar inkl. 2-3 bar O2, Rest hauptsächlich N2 mit etwas CO2 (0,1-0,3 bar?) Temperatur ebenfalls ähnlich der Erde, im flüssigen Wasserbereich. (Ja, mir ist klar, dass eine dichtere Atmosphäre und insbesondere mehr CO2 einen stärkeren Treibhauseffekt bedeuten. Dieser Planet erhält vermutlich weniger Sonnenlicht als die Erde.) In Diskussionen über die Dichte und Zusammensetzung der Atmosphäre (IE, Was ist der nützliche Bereich des atmosphärischen Sauerstoffgehalts für Feuer ? Oder Feuer auf unterschiedliche Sauerstoffdichte) wird oft behauptet, dass ein höherer O2-Partialdruck das Entzünden und/oder Ausbreiten von Bränden viel einfacher macht, so dass kohlenstoffbasiertes Leben nicht überleben kann oder dass eine solche Atmosphäre in der Natur nicht bestehen bleibt, weil sie so reaktiv ist. Solche Leute beziehen sich jedoch eher auf Situationen wie 0,5 bar O2 in einer 1-bar-Atmosphäre oder das Feuer von Apollo 1 in einer reinen O2-Atmosphäre von 0,3 bar. Meine Intuition sagt jedoch, dass auch mehr nicht brennbare Bestandteile in der Atmosphäre diesem Effekt entgegenwirken sollten. Manchmal (z. B. Welche Auswirkungen hätte eine Atmosphäre mit folgender Zusammensetzung und folgendem Druck auf den Menschen? auf die Umwelt? Welche Farbe hätte der Himmel?) weist jemand darauf hin, dass eine dichtere Atmosphäre mehr Wärme aufnehmen und abführen kann, wodurch es schwieriger wird, die Zündtemperatur aufrechtzuerhalten und sich Brände schwerer auszubreiten. Angesichts der Tatsache, dass Konvektion in Bezug auf die Wärmeübertragung in unserer Atmosphäre über Leitung und Strahlung dominiert (deshalb verwenden wir Vakuumflaschen zur Isolierung), inwieweit trifft dies zu? Wenn die Konduktion dominiert, ist leicht zu erkennen, dass dichtere Luft mehr Wärme abführen würde, aber verhält sich die Konvektion ähnlich? Und vor allem, welcher Effekt dominiert: erhöhte Entflammbarkeit durch höheres O2 oder verringerte Entflammbarkeit durch höheres N2 und CO2? Ist eine Atmosphäre, wie ich sie beschrieben habe, im Allgemeinen instabil und stellt sie durch Entflammbarkeit eine ernsthafte Bedrohung für eine Biosphäre dar? (Ja, ich kenne die meisten EarthLeben kann sich dieser Atmosphäre nicht anpassen, aber ich spreche nicht genau von Leben auf der Erde. Mehr zu den biologischen Aspekten in einer anderen Frage.)
Die Flamme wird heller und heißer. Der Partialdruck ist hier der dominierende Parameter. http://www.spaceref.com/news/viewsr.html?pid=4051
Video einer Kerze in einer 2-Atmosphären-Kammer: https://www.youtube.com/watch?v=8WUdUE3qZFg
Der steigende Druck beeinflusst die laminaren/turbulenten Verzweigungspunkte und damit die Form der Flamme.
(Ich gebe voll und ganz zu, dass diese Antwort keine "harte Wissenschaft" ist, aber sie sollte als Notlösung dienen, bis eine echte Antwort eintrifft.)
Die Verbrennungsrate skaliert direkt mit steigendem Sauerstoffpartialdruck. Aufgrund der Wärmekonzentration ist die Skalierung jedoch nicht linear, sondern eine verworrene Beziehung höherer Ordnung, abhängig von vielen Faktoren, einschließlich der exponierten Oberfläche, der Strahlungswärmezündung, der Diffusionsraten und vielen, vielen mehr.
Sie nimmt auch etwas ab, wenn der Partialdruck (eigentlich Volumenmasse) von Puffergasen zunimmt.
Ein schönes klassisches Beispiel: Eine stöchiometrische Mischung von Acetelyn in Luft bei Meeresspiegeldruck brennt nur (verpufft).
Das exakt gleiche Gemisch bei 2 bar (oder höher) Druck detoniert, dh brennt mit einer Flammenfront, die in sich Schallgeschwindigkeit überschreitet.
Einfach ausgedrückt, in Ihrer angegebenen Atmosphäre von 7 bar Inert + 3 bar O2 ist die Zündung einfach und die Brandgeschwindigkeit katastrophal hoch. Weit über dem 10-fachen der normalen Rate auf der Erde, obwohl die endgültigen Flammentemperaturen aufgrund des verringerten Verhältnisses von Puffergas zu Sauerstoff nur sehr geringfügig höher sein werden.
Einige Details in Artikeln wie: Auswirkungen von Druck und Sauerstoffkonzentration auf die Verbrennung verschiedener Kohlen
und
Bericht von 1974 über Brandgefahren in mit Sauerstoff angereicherten Atmosphären
Tristan Klassen
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