Vùng động học và khuếch tán của phản ứng. Trong trường hợp tổng quát, tổng thời gian cháy gồm hai phần: thời gian cần thiết để sinh ra các hằng số vật lí tv và thời gian cho việc xảy ra bản thân phản ứng hoá học th.
h v t .
Khi cả hai chất phản ứng ở trạng thái thể khí (phản ứng đồng nhất) thì vlà thời gian tạo nên hỗn hợp trước khi cháy. Khi phản ứng là không đồng nhất thì vlà thời gian vận chuyển vật chất thể khí từ môi trường có nồng độ ban đầu đến bề mặt vật cứng cháy.
Ở giai đoạn đầu của phản ứng nhiệt độ thấp, tốc độ phản ứng nhỏ, trong phản ứng không sử dụng hết toàn bộ lượng Ôxy mang tới. Bởi vậy quá trình phản ứng bị kìm hãm bởi yếu tố động học là nhiệt độ. Thời gian cháy chủ yếu là để sinh ra các hằng số vật lí, nghĩa là:
h
>>v t h.
Trong trường hợp này ta nói rằng quá trình phản ứng cháy xảy ra trong vùng động học. Lúc này nếu tăng tốc độ thổi Ôxy tới bề mặt vật cứng cháy (tăng nồng độ vật chất phản ứng) hoặc là tăng bề mặt phản ứng (như tăng độ mịn bột than) thì tốc độ phản ứng vẫn hầu như không thay đổi. Tốc độ này chỉ phụ thuộc vào những yếu tố động học hoá học như năng lượng hoạt động, áp suất trong không gian phản ứng và nồng độ chất phản ứng.
24
Như vậy trong vùng động học quá trình phản ứng không bị kìm hãm bởi các yếu tố thuỷ động và khuếch tán. Theo mức độ tăng nhiệt độ, yêu cầu về Ôxy tăng lên. Nếu yêu cầu này không thoả mãn thì phản ứng này sẽ chuyển vào vùng khuếch tán. Trong vùng này tốc độ của quá trình phản ứng nói chung được xác định bởi các yếu tố thuỷ động và khuếch tán mà rất ít phụ thuộc vào các yếu tố động học. Lúc này dù nhiệt độ có tăng lên rất cao nhưng tốc độ của phản ứng cũng tăng lên rất ít. Thời gian cháy chủ yếu là để chi cho việc xảy ra bản thân phản ứng hoá học, nghĩa là:
v
>>h t v.
Vùng động học và vùng khuếch tán của quá trình cháy là những vùng giới hạn. Giữa hai vùng này là vùng trung gian, được đặc trưng bởi tác dụng đồng thời của cả hai giai đoạn (v h). Đa số quá trình phản ứng xảy ra trong vùng này.
Các giai đoạn của quá trình cháy nhiên liệu rắn là: sấy, bốc chất bốc, bắt lửa, cháy cốc còn lại. Trong các giai đoạn trên thì giai đoạn cháy cốc là chủ yếu. Chất bốc hơi và bắt lửa hình thành lớp bọc xung quanh hạt nhiên liệu. Tất nhiên lớp này hạn chế sự khuếch tán trực tiếp của Ôxy lên bề mặt than. Tuỳ theo mức độ cháy chất bốc mà quá trình tiếp đó chuyển sang cháy cốc còn lại. Trước hết quá trình xảy ra trên bề mặt sau đó phát triển vào sâu trong hạt nhiên liệu. Quá trình cháy càng tốt thì nhiệt sẽ sinh ra càng nhiều. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy rất nhiều, trong đó có số lượng không khí tham gia quá trình cháy, nhiệt độ buồng lửa, đặc tính hỗn hợp.