# Deflagration

Eine Deflagration (von lateinisch deflagrare = abbrennen) ist ein relativ schneller Verbrennungsvorgang, der umgangssprachlich auch Verpuffung genannt wird. Die Detonationsgeschwindigkeit von Explosionen ist jedoch deutlich höher.

## Eigenschaften der Deflagration

Eine Deflagration ist ein schneller Verbrennungsvorgang, bei dem der Druck nur durch die entstehenden und sich ausdehnenden Gase hervorgerufen wird. Die Fortpflanzung geschieht durch die bei der Reaktion freiwerdende Wärme, anders gesagt erfolgt die Zündung des unverbrannten Gemisches durch Aufheizung des Gemisches in der Flammenfront.
Bei einer Deflagration liegt der Verbrennungsdruck (in Luft unter atmosphärischen Ausgangsbedingungen) zumeist in der Größenordnung von 1 MPa (10 bar), kann jedoch abhängig vom Brennstoff höher sein (etwa bei nuklearen Reaktionen; siehe auch Supernova). Die Verbrennung verläuft mit einer Geschwindigkeit, die kleiner ist als die Schallgeschwindigkeit im verbrennenden Medium.
Bei höheren Geschwindigkeiten spricht man von einer Detonation, wobei sich der Verbrennungsmechanismus von der Aufheizung des unverbrannten Gemisches zur stoßwelleninduzierten Verbrennung wandelt. Detonationen in Rohrleitungen können Drücke zur Folge haben, die die Explosionsdrücke bei Deflagrationen um ein Vielfaches übersteigen. Bei der Detonation überlagert sich die Druckwelle mit der bei der Explosionsreaktion entstehenden temperaturbedingten Volumenausdehnung.
Im deutschen Sprachraum wird als Deflagration auch die selbsttätig fortlaufende Zersetzung eines Feststoffes bezeichnet, die mit einer Wärme- oder Gasfreisetzung einhergehen kann. Unter einer Deflagration versteht man auch eine Zersetzungsreaktion unter Abwesenheit von Sauerstoff.

## Verpuffung

Eine Verpuffung ist eine Form der schnellen Verbrennung, bei der sich eine Flammenfront mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit durch ein Gas-Luft-Gemisch ausbreitet. Sie gehört zur Kategorie der Deflagration und unterscheidet sich sowohl von einer Explosion als auch von einer Detonation.

## Abgrenzung zu Explosion und Detonation

* Verpuffung
** Subsonische (unterhalb der Schallgeschwindigkeit) Flammenausbreitung
** Druckanstieg: weniger als 0,5 bar
** Keine Druckwelle mit zerstörerischer Wirkung
** Beispiele: Verbrennung in einem Ottomotor, Gasbrenner
* Explosion
** Schnelle Verbrennung mit plötzlichem Druckanstieg
** Druckwelle kann Strukturen beschädigen
** Kann durch chemische Reaktionen oder Druckaufbau entstehen
** Beispiele: unkontrollierte Gasexplosionen, Staubexplosionen
* Detonation
** Überschallgeschwindigkeit der Flammenausbreitung
** Stoßwelle mit zerstörerischer Kraft
** Extrem hohe Druckspitzen
** Beispiele: Sprengstoffe wie TNT, Detonationsmotoren

## Eigenschaften einer Verpuffung

* Flammenausbreitungsgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit der Flammenfront liegt typischerweise unter 100 Metern pro Sekunde.
* Druckentwicklung: Der entstehende Überdruck beträgt weniger als 0,5 bar, wodurch Verpuffungen in der Regel keine zerstörerischen Auswirkungen haben.
* Brennstoffabhängigkeit: Die Geschwindigkeit und Intensität der Verpuffung hängen von der Zusammensetzung und Menge des Brennstoffs ab.

## Beispiele für Verpuffungen

* Verbrennungsmotoren: In Ottomotoren erfolgt die kontrollierte Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches als Verpuffung.
* Gasherde: Die Flammenbildung bei Gasherden basiert auf der Verpuffung von Erdgas mit Luft zur Wärmeerzeugung.
* Feuerwerk und Pyrotechnik: Pyrotechnische Effekte beruhen auf Verpuffungen, um visuelle und akustische Effekte zu erzeugen.
* Schießpulver in Feuerwaffen: Die schnelle Verbrennung von Schießpulver erzeugt Gase, die das Projektil antreiben, wobei die Verbrennung unterhalb der Schallgeschwindigkeit bleibt.

## Sicherheitsaspekte

Obwohl Verpuffungen meist ungefährlich sind, können sie unter bestimmten Bedingungen zu Explosionen führen. Beispielsweise kann eine unkontrollierte Gasverpuffung in geschlossenen Räumen zu einer erheblichen Drucksteigerung führen, die eine Explosion nach sich zieht.
Deshalb werden in sicherheitskritischen Bereichen Maßnahmen getroffen, um Verpuffungen zu verhindern oder zu kontrollieren. Dazu gehören:
* Explosionsschutz durch geeignete Belüftungssysteme
* Vermeidung von zündfähigen Gasgemischen
* Einsatz von Druckentlastungssystemen in industriellen Anlagen

## Literatur und Quellen

* Collins English Dictionary – Definition des Begriffs „Deflagration“
* Paul A. Tipler, Gene Mosca, Jenny Wagner (Hrsg.): Physik für Wissenschaftler und Ingenieure. 7. Auflage. Springer Spektrum Fachverlag, Berlin/Heidelberg 2015, ISBN 978-3-642-54165-0.
* Stephan Löhmer: Risikominimierung durch Brand- und Explosionsschutz. ETH Verlag, Zürich 1995, ISBN 3-7281-2194-0.
* VDI-Richtlinie 3673: Druckentlastung explosionsfähiger Gemische