az égés és a tűzoltás elmélete

Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

1

Az égés és a tűzoltás elmélete


2

Égés és tűzoltáselmélet

Az égés fogalma: Égésnek nevezzük azt a kémiai (fizikai)

folyamatot, amelynek során az éghető anyag oxigénnel egyesül, miközben hő és fény formájában energia szabadul fel.


3


Az égés feltételei:

Megfelelő koncentráció Gyújtóforrás

Időbeli egyezés

Térbeli egyezés

Éghető anyag

Oxigén Gyulladási hőmérséklet


4


Éghető anyag: Azok az anyagok, amelyek hő hatására lángra

lobbannak, parázslanak, szenesednek és a gyújtóforrás eltávolítása után is tovább égnek

Nehezen éghető anyag: Azok az anyagok, amelyek hő hatására lángra

lobbannak, parázslanak, izzanak, de a gyújtóforrás eltávolítása után e jelenségek megszűnnek

Nem éghető anyag: amelyek hő hatására nem képesek lángra

lobbanni, parázslani, izzani.


5


Éghető anyagok

Éghető szilárd, folyadék, gáz Keverék anyagok Pirotechnikai anyagok Egyéb anyagok


6


Oxigén ellátás

Levegő 21 tf% (78 tf% N2, 1 tf% egyéb gázok (0,04 tf%

CO2), vízgőz)

Oxigéntartalmú anyagok porózus szerkezetű anyagok

Oxigén hozzáadás

Felszabaduló oxigén oxidánsok (peroxid, robbanó anyagok),


7


Gyújtóforrás (Karab G)

Vegyi energia Fizikai energia Elektromos energia Hőtermelő berendezés Nyílt láng Egyéb


8


Gyulladási hőmérséklet: Az éghető anyag jellegétől függő

(halmazállapot, aprítottság, egyéb fizikai-kémiai tulajdonságok), eltérő nagyságú gyújtóforrás (hő) vagy más iniciáló hatás szükséges

Különböző vegyi anyagok reakciója: (pl.: víz + natrium)


9


Az égés fajtái: Gyors égés:

ha az oxigénnel egyesülő anyag hőmérséklete eléri a gyulladási hőmérsékletet (láng jelenség)

Lassú égés: Fényjelenség nélküli, alig érzékelhető

hőmérsékletemelkedéssel, gyulladási hőmérséklet alatt. A keletkező hőt a környezete elvezeti (erjedés, rothadás – öngyulladás)


10


Tökéletes égés: Az égési folyamatban résztvevő anyagok

olyan súlyarányban vannak jelen, amely megfelel a kémiai reakció elméletével (minden molekula részt vesz a folyamatban)

Tökéletlen égés: Nem megfelelő súlyarányban jelen lévő

anyagok égése – további éghető (robbanóképes) anyagok keletkeznek


11


Kevert (kinetikus) égés: Az éghető gázok (gőzök) a szükséges

arányban még a begyulladás előtt összekeverednek (az égés gyorsan, robbanásszerűen végbemegy – nagy hőfejlődés)

Diffúz égés: Az éghető anyag gőzei, gázai a hő

hatására távoznak a felületről és a felett beindul a reakció (gyertya). Az oxigén a lángtérbe jutva keveredik az éghető anyaggal.


12


Izzó égés:

Az éghető anyag a melegítés hatására már nem tud éghető anyagot kibocsátan, ezért a lánggal való égés nem jön létre, az anyag izzik


13

Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák

Hőátadás:

A termikus energia átmenete hő alakjában a melegebb testről a hidegebb testre.


14


Hővezetés (kondukció):

A termikus energia átmenete hő alakjában a melegebb testről a hidegebb testre úgy, hogy ott makroszkópi-kus anyagáramlás nem jön létre. A hő részecskéről részecskére terjed anélkül, hogy a közeg vándorolna. Légüres térben nem jön létre. Anyagra jellemző, mér-tékét a hővezetési tényező mutatja. (alfa) Mértékegysége: W/m*K Egységnyi hosszú és kereszt-metszetű anyagon egységnyi idő alatt áthaladó hő számértéke 1 fok hőmérsékletkülönbség esetén (ezüsthöz viszonyítva.)

Réz: 0,95; Vas: 0,2; Víz: 0,0014; Levegő: 0,000058


15


Hővezetés (kondukció):


16


Hőáramlás (konvekció): Folyadékra és gázra jellemző hőterjedési mód,

amelynél a hőenergiát a közeg részecskéi viszik magukkal.


17


Hősugárzás (radiáció): Hősugárzáskor a hőenergia úgy jut el egyik testről a

másikra, hogy közben a testek közötti tér észrevehe-tően nem melegszik fel. (elektromágneses sugárzás) Ha a sugárzó test 500 C foknál melegebb, a sugárzás egy része látható fényként jelenik meg. A testek a hőenergájuk egy részét sugárzási energia alakjában kibocsátják, más testek rájuk eső sugárzásának egy részét pedig elnyelik. A test által kibocsátott energia nő a hőmérséklettel. A fekete és durva felületű testek több energiát nyelnek el.

Tűz esetén a védelem megszervezésekor számolni kell a szomszédos épületek hősugárzás okozta felmelegedé-se veszélyével.


18


Hősugárzás (radiáció):

A közeg nem melegszik fel


19

Égés és tűzoltáselmélet – a láng

1-es zóna:A láng belső tere az éghető anyag bomlás-termékeiből (gőzök, gázok) áll, amelyek a hő hatására keletkeztek. Ebben a zónában az égés – oxigén hiánya miatt – nem tud végbemenni, ezért a hőmérséklet itt alacsony (300-500 C fok) A belső tér nagysága az égés felületétől, az éghető alkotórészek kiáramlási sebességétől és az égés sebességétől függ.


20


2-es zóna:A tökéletlen égés zónája, a hő-mérséklet lényegesen megnő. (500 – 1500 C fok). A keletkező szabad elemi szén így fehérizzásig felhevül és látható fényt ad, világít. A koromképződés a zóna felső végében jön létre, ahol a diffúziós viszonyok a legkedvezőtlenebbek.


21


3-as zóna:A tökéletes égés zónája, a tökéletlen égéstermékek itt égnek tovább. A hőmérséklet maximális. (1600 – 1500 C fok). A keletkező hő sugárzása innen történik.


22

Égés és tűzoltáselmélet – a tűz

A tűz az emberi élet, egészség veszélyeztetésével, az anyagi javak pusztulásával járó, az ember által nem kívánt, időben és térben nem korlátozott és nem ellenőrzött égési folyamat. Megszüntetése szervezett tűzoltással lehetséges.


23


A tűz osztályozása:

Környezettől függően Nyílt tűz Zárt tűz

Éghető anyag halmazállapota szerint Szilárd anyagok Folyékony anyagok Légnemű anyagok Porok Különböző halmazállapotú anyagok együttes

égése


24


A tűz osztályozása:

Fejlődése alapján Terjedő tüzek Nem terjedő tüzek

Tűzterület nagysága szerint Kis tüzek ( 100 m2 alatt) Közepes tüzek (100-1000 m2) Nagy tüzek (1000 m2 felett)


25


A tűz zónái 1. Az égés zónája

Ahol az égést közvetlenül megelőző, illetve az égési folyamatok végbemennek (a láng zónája)

Jellemzője a hőfeszültség: égési zóna egységnyi térfogatából ( 1 m3) egységnyi idő alatt ( 1 s) mekkora hőmennyiség (W) szabadul fel

2. Hőterhelésnek kitett zóna A gyulladási hőmérsékletig növekvő

hőmérsékletű, éghető anyagokkal telt tér, a tűz terjedési lehetőség zónája


26


A tűz zónái 3. Füstzóna

Ahol az éghető gőzök-gázok, a tökéletlen és tökéletes égés során keletkezett forró gázok-égéstermékek képződnek. Magas hőmérsék-letűek, mérgezőek és oxigénhiányosak is le-hetnek. Másképen alakul nyílt tárben és másképpen zárt térben.


27


A tűz zónái 3. Füstzóna

Ahol az éghető gőzök-gázok, a tökéletlen és tökéletes égés során keletkezett forró gázok-égéstermékek képződnek. Magas hőmérsék-letűek, mérgezőek és oxigénhiányosak is le-hetnek. Másképpen alakul ki és másképpen változik nyílt térben és másképpen zárt térben.


28

Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere

Gázcsere: a tűz során létrejövő fizikai jelenség

(légáramlás, szél), amely az égéstermé-kekkel szennyezett, a felszabaduló hőtől felhevült levegő és a tüzet körülvevő és azt tápláló hűvösebb levegő sűrűség-különbség miatt alakul ki.


29


A gázcsere nyílt területen:


30


A gázcsere nyílt területen:


31


A gázcsere nyílt területen: a röptűz kialakulása


32


A gázcsere zárt területen:

Alacsony nyomású tér

Magas nyomású tér


33


A gázcsere zárt területen: A semleges zóna

H1=

Alacsony nyomású tér

Magas nyomású tér

0 pont

H1

H2H

A2

A1

Tép

Tkö

H

A1

A2

2Tép

Tkö+ 1


34

Égés és tűzoltáselmélet – az égés megszüntetésének módjai

Az égés valamelyik feltételének megszüntetése

Éghető anyag Az éghető anyag tűzhöz jutásának

megakadályozása Az éghető anyag eltávolítása Az égő anyag eltávolítása


35



Oxigén Az égő terek (helységek, tartályok)

lezárása Az égő terek (helységek, tartályok)

elárasztása, feltöltése


36



Gyulladási hőmérséklet Az égő anyag gyulladáspont alá való

hűtése


37

Égés és tűzoltáselmélet – oltóhatások

HŰTŐHATÁS- csökkentjük az égő anyag és környezete hőmérsékletét annak gyulladási hőmérséklete alá

Párolgási hatás – 1 l vízből 1750 l vízgőz keletkezik, ehhez 2684 KJ hőenergia szükséges

Szublimációs hatás- köztes halmazállapot kihagyása hőenergia elvonással jár (pl. CO2 oltó) – nem jelentős


38


Bomlási hatás- tűzoltóanyagok alkotórészeire való bomlása hőelvonással jár – nem jelentős

Kiegyenlítő hatás- éghető folyadékok rétegei közti hőmérséklet különbség – keverés

Gátló hatás- az oltóanyag rossz hővezető, így megakadályozza a hő terjedését


39


FOJTÓHATÁS- az oltóanyag gőz-gáz-köd-por felhőként elzárja az égésteret, az éghető anyagot a levegőtől

Kiszorító hatás- a levegő kiszorítása az égéstérből (pl. vízgőz)

Elválasztó hatás- megakadályozza az éghető anyag ismételt kijutását az égéstérbe (pl. oltóhab)

Takaró hatás- az éghető anyag felszínén ellenhatást fejt ki a képződő gázokkal szemben

Emulgáló hatás- a víz és olajok keveredése habosodást eredményez, amely a felületen hat


40


ANTIKATALIKUS(INHIBÍCIÓS) HATÁS- az oltóanyag az égés láncolatába beépülve az égést megszakítja

Homogén inhibíciós hatás- az oltóanyag felbomolva a keletkező szabad ionok beépülnek a diffúz égés láncolatába (az oxigén helyére) és az égési láncreakciót megszakítják

Heterogén inhibíciós hatás- kettős hatás - az oltóanyag (por) részecskék falat alkotnak, amelybe az éghető részecskék beleütköznek, valamint homogén inhibíció is létrejön


41

Égés és tűzoltáselmélet – oltóanyagok

Az oltóanyag megválasztás szempontjai

Az égő anyag fizikai-kémiai tulajdonságai A rendelkezésre álló oltóanyag A tűz helyzetéből adódó taktikai lehetőségek A felhasználandó oltóanyag értéke A keletkező másodlagos károk mértéke

az égés és a tűzoltás elmélete

Documents