Verbrennungssysteme sind chemische Reaktionen zwischen einem Material, das als Brennstoff verbrannt werden kann, und den chemischen Verbindungen, die in Oxidationsmitteln enthalten sind, Stoffen, die Sauerstoffatome übertragen. Der Hauptzweck der Verbrennung besteht darin, eine Art Energie zu erzeugen, um die physikalische Definition von Arbeit zu erzeugen. Im Wesentlichen ist es die Produktion einer bestimmten Energiemenge, die durch die Kraft von Hitze und Feuer übertragen wird. Gängige Beispiele für Verbrennungssysteme sind Kessel, Kamine, Öfen, Gasbrenner und andere Heizsysteme.
Haushaltsgeräte sind eine der häufigsten Anwendungen von Verbrennungssystemen. In einem Kessel wird eine geschlossene Einheit mit Wasser oder einer anderen Art von Flüssigkeit gefüllt und erhitzt, um die Flüssigkeit zu verdampfen und anderen Geräten Wärme zuzuführen. Ein Kamin, der im Allgemeinen Holz oder Gas verbrennt, wird zum Heizen oder Kochen in einem architektonischen Konstrukt platziert. Öfen, die traditionell für die Herstellung von Keramik oder Metall entwickelt wurden, verwenden eine Brennstoffquelle, um Materialien oder die Luft selbst zu erhitzen. Ebenso verwenden Gasbrenner Erdgas oder Propan, das mit der Luft vermischt wird, um eine Flamme zu erzeugen, die zum Kochen oder Verbrennen von Substanzen verwendet werden kann.
In diesen Systemen werden verschiedene Arten von Verbrennungstechniken verwendet, die jeweils unterschiedliche Mengen an Brennstoff und Oxidationsmitteln erfordern. Die vollständige Verbrennung verbrennt im Wesentlichen den Brennstoff, normalerweise ein Kohlenwasserstoff, und erzeugt sehr wenig Sekundärmaterial. Pyrolyse oder unvollständige Verbrennung tritt auf, wenn das Oxidationsmittel nicht leicht verfügbar oder begrenzt ist, wodurch das Verbrennungssystem teilweise gelöscht wird. Die Niedertemperaturverbrennung ohne Flamme wird als Schwelbrand bezeichnet, wie ein ausgebranntes Lagerfeuer. Am anderen Ende des Spektrums ist die schnelle Verbrennung eine Situation, in der Wärme und Licht sehr schnell erzeugt werden, wie im Fall von thermobaren Waffen wie Bunkerbrechern.
In Verbrennungssystemen können zwei verschiedene Arten von Brennstoffen verwendet werden: Flüssigkeiten oder Feststoffe. Bei Flüssigkeiten erfolgt die Verbrennung während der Gasphase. Flüssigkeit wird zu einem Gas erhitzt, das beim Mischen mit Oxidationsmitteln Feuer fängt. Feste Brennstoffe benötigen drei verschiedene Phasen, um erfolgreich zu arbeiten. Der Brennstoff muss vorgewärmt werden, gefolgt von der Bildung von Gasen, die verbrennen und schließlich wird der feste Brennstoff zu Holzkohle.
Die vielleicht gebräuchlichste Form von Verbrennungssystemen ist der Motor. Dieser ist in zwei unterschiedlichen Formaten konzipiert: dem Verbrennungsmotor und dem externen Verbrennungsmotor. Verbrennungsmotoren enthalten eine Kammer, in der Kraftstoff und Oxidationsmittel gemischt werden, um Energie zu erzeugen. Bei externen Verbrennungsmotoren wird eine Flüssigkeit durch einen Wärmetauscher erhitzt, wodurch nutzbare Arbeit erzeugt wird.