Dầu từ súng phun được phun vào buồng đốt với áp lực cao, hòa trộn với không khí và được xé nhỏ thành các hạt sương dầu. Quá trình đốt cháy hạt sương dầu diễn ra gồm 3 giai đoạn:
a) Giai đoạn nung nóng, bốc hơi (giai đoạn chuẩn bị cháy)
Nhiệt lượng xung quanh buồng đốt truyền tới hạt sương dầu, nung nóng nó, làm nó bốc hơi, tạo thành một tầng hơi dầu bao lấy hạt sương dầu. Lúc này, trên bề mặt của hạt sương dầu có các hợp chất cao phân tử, là phần còn lại của lớp dầu ngoài cùng bị nung nóng đã bốc thành hơi dầu. Các hợp chất cao phân tử này làm giảm năng lực khuyếch tán của ôxy tới hạt dầu, tạo điều kiện hóa cốc. Sở dĩ hiện tượng hóa cốc xảy ra là do tốc độ bốc hơi của hạt sương dầu chậm hơn tốc độ phân
giải các hợp chất cao phân tử. Giai đoạn này diễn ra mãnh liệt ở nhiệt độ 200300oC.
b) Giai đoạn phân giải
Hạt sương dầu đã được sấy khô tiếp tục nhận nhiệt để chất bốc trong nó thoát ra dần và có thể bắt đầu cháy. Trong quá trình nung nóng hạt sương dầu, các cácbua hyđrô cao phân tử bị nhiệt phân thành những nguyên tố đơn giản cácbon và hyđrô. Dầu madút chứa nhiều mêtan
(CH4) và khí thiên nhiên nên phải ở nhiệt độ trên 600oC, các cácbua
hyđrô mới phân huỷ.
c) Giai đoạn cháy
Khi các thành phần hơi dầu dễ bén lửa đạt đến nhiệt độ bén cháy, giai đoạn cháy bắt đầu diễn ra. Dầu đốt nồi hơi thường có 1520% thành phần nhẹ, nên ở nhiệt độ 150200oC (nhiệt độ bén cháy của thành
phần nhẹ) đã xuất hiện ngọn lửa ổn đinh, tức là giai đoạn cháy đã bắt đầu.
Tốc độ phản ứng cháy nhanh hơn nhiều so với tốc độ chuẩn bị cháy (nung nóng, bốc hơi, phân giải hợp chất cao phân tử), thời gian tiến hành phản ứng cháy hóa học chỉ chiếm khoảng 1% tổng thời gian cháy. Tổng thời gian cháy hạt sương dầu thường là 0,10,15 giây. Trên thực tế, cả ba giai đoạn của quá trình cháy hầu như diễn ra đồng thời.