Vi mennesker har haft et meget mærkeligt forhold til ild. Det har både livgivende og livskrævende kræfter. Nogle gange ønsker vi det til madlavning og varme, men kan ikke have det. Andre gange sluger det vores hjem og liv.
Selvom brande kan være dødbringende og utrolig vanskelige at slukke, kræver de tre specifikke elementer for at finde sted. Så de kan også være utroligt vanskelige at starte også!
Med viden om disse tre elementer kan vi lære at kontrollere ild, så vi kan tænde den, holde den tændt og slukke den … på vores egne vilkår.
Indholdsfortegnelse
1. Hvad er ildtrianglen?
2. De tre elementer i en ildtriangel – ilt og varme – brændstof
3. Implikationer for brandkontrol
4. Konklusion
Hvad er ildtrianglen?
Ildtrekanten er en model, der demonstrerer de tre elementer, der kræves for en brand.
De tre elementer i ildtrekanten er:
- Oxygen
- Varme
- Brændstof
Hvert element i trekanten kræves for at en brand skal starte og for at den fortsætter med at brænde.
Ild Tetrahedron
Nogle gange kalder vi ildtrekanten en ‘fire tetrahedron ‘.
En tetraeder er en 3D-trekant. Det ekstra punkt i tetraedronet er den ‘kemiske reaktion’ (forbrænding), der opstår, når de tre grundstoffer i ildtrekanten er til stede i tilstrækkelig mængde.
En kemisk reaktion (mere specifikt en “eksoterm” reaktion) sker altid under en brand. Virkningerne af denne kemiske reaktion er varmen og lyset, som vi ser som ‘ild’. Den lagrede energi i brændstoffet reagerer med ilt og varme for at frigive overskydende varme og lys.
Tre elementer i ildtrekanten
Hurtig gennemgang: De tre elementer i ildtrekanten er ilt, varme og brændstof.
Ilt
Ilt kræves normalt for at forbrændingen (brandens kemiske reaktion) skal forekomme. I de fleste tilfælde er dette simpelthen iltet i luften.
Så luft i vores atmosfære er en tilstrækkelig kilde til ilt til, at brande kan tage af.
Under store vilde brande suges iltet ud af luften i en utrolig hastighed. Brandmænd rapporterer ofte en følelse af at de ikke er i stand til at trække vejret, når de sidder fast i rasende brande. Dette skyldes, at al iltet i luften er blevet ekstraheret af ilden for at brænde dets forbrænding.
Under meget specielle omstændigheder kan andre grundstoffer end ilt bruges i stedet for ilt til at starte en brand. Vi kalder disse grundstoffer ‘oxidatorer’ eller ‘oxidationsmidler’.
Oxiderende stoffer kan skabe den samme kemiske reaktion som ilt under brand. Den kemiske reaktion involverer overførsel af iltatomer eller elektroner, som forårsager den kemiske reaktion i ild kendt som forbrænding.
Vi bruger ofte oxidationsmidler, når ilt i atmosfæren ikke er til stede, såsom i rummet. Rumskibe er nødt til at bære deres egne oxidationsmidler for at få deres raketter til at skyde.
Et andet eksempel på brugen af et oxidationsmiddel til at forårsage brande er brugen af NOS i dragracebiler. NOS (nitrogenoxid) indsprøjtes i en bils motor for at øge de koncentrerede iltmængder, der er til stede under forbrændingen. Dette gør motorens forbrænding stærkere og tvinger stemplerne til at bevæge sig endnu hurtigere, end de normalt ville.
Her bruger de NOS i den hurtige og rasende film:
Almindelige oxidationsmidler inkluderer:
- Oxygen (O2)
- Ozon (O3)
- nitrogenoxid (N2O)
- Hydrogenperoxid (H2O2)
- Svovlsyre (H2SO4)
2. Varme
Varme er nødvendig for at starte en brand. Men når ilden først er startet, genererer den ofte nok af sin egen varme til at holde ilden i gang uden behov for mere varme, der konstant tilføjes.
Der er tre temperaturer for et brændstof, der vil demonstrere når forbrænding finder sted:
- Flammepunkt: Den temperatur, hvor et stof vil brænde, når det udsættes for en åben ild (såsom en tændstik).
- Selvantændelsestemperatur: temperatur, hvor et stof vil brænde uden eksponering for en åben ild.
- Brandpunkt: Den temperatur, hvor et stof fortsætter med at brænde alene efter antændelse (normalt et par grader højere end flammepunktet) .
Den mængde varme, der er nødvendig for at få noget brændende, kaldes ‘selvantændelsestemperaturen’. Dette er det punkt, hvor nok dampmolekyler ekstraheres fra brændstoffet for at få brændstof og ilt til at forbrænde (uden at der anvendes ild som en tændstik).Det er det punkt, hvor iltatomer eller elektroner overføres mellem ilt og brændstofkilde, og lagret energi frigives i form af energi, varme og lys (f.eks. En brand).
‘Flammepunktet’ er en anden temperatur, hvor forbrænding kan forekomme. Dette er dog temperaturen, hvor noget vil brænde, hvis det udsættes for en åben ild, som en tændstik. Det er lavere end stoffets selvantændelsestemperatur.
‘Ildpunktet’ er det varmepunkt, hvor forbrændingen vil bære sig selv i mindst 5 sekunder uden behov for yderligere varme. Dette punkt er normalt et par grader over flammepunktet for brændstofkilden.
Her er flammepunkter og selvantændelsestemperaturer for almindelige brændstofkilder:
| Stof | Flammepunkt Brændstof brænder, når det udsættes for en flamme ved denne temperatur. |
Selvantændelsestemperatur Brændstof forbrændes uden udsættelse for flamme (spontan forbrænding). |
| Ethanol | 16,6 ° C (61,9 ° F) | 363 ° C (685 ° F) |
| Benzin | −43 ° C (−45 ° F) | 280 ° C (536 ° F) |
| Vegetabilsk olie | 327 ° C (621 ° F) | 424 ° C (795 ° F) |
| Jet Fuel | 38 ° C (100 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
| Diesel | 52 ° C (126 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
For mere, se https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-ignition-temperatures-d_171.html
Når vi gnider pinde sammen for at tænde en ild, genererer vi varme gennem friktion.
3. Brændstof
Fue Jeg er ildens hjerte og sjæl. Brændstoffet er den ting, der giver den lagrede energi, der frigives i form af varme og lys under forbrændingen.
Brændstoffer til ild er forskellige fra andre former for brændstof som batterier, der frigiver elektrisk energi eller fjedre, der frigør mekanisk energi. Mens alle disse forskellige typer brændstoffer alle frigiver lagret energi, frigiver brændstof til brande lagret energi i form af varme og lys.
Den traditionelle form for brændstof til en brand er træ. Mennesker har styret træbrændstof til brande i mere end 2 millioner år.
Fossile brændstoffer som koks er blevet brugt siden 800 e.Kr., da de blev brugt af persiske kemikere. Men det var først i den industrielle revolution i 1700’erne, at fossile brændstoffer blev brugt i stor skala. Det var i denne æra, at den lagrede energi i brandbrændstoffer blev oversat til mekanisk og elektrisk energi ved hjælp af damp- og forbrændingsmotorer.
Almindelige brændstoffer til brande inkluderer:
| Gasbrændstoffer | Flydende brændstoffer | Faste brændstoffer |
| Naturgas | Benzin | Træ |
| Brint | Diesel | Kul |
| Propan | Kerosine | Torv |
| Methan | Ethanol | Biomasse |
| Acetylen | Butanol | Dung |
Implikationer for brandkontrol
Hurtig gennemgang: Brande har brug for alle tre elementer i brandtrekanten for at fortsætte med at brænde. Hvis et af de tre elementer reduceres, vil ilden formindskes eller slukkes.
Brandtrekanten er en model for brandmænd til at forestille sig måder at slukke brande, der er ude af kontrol.
Mest brandsluknings- og brandslukningsudstyr er designet til at minimere tilstedeværelsen af et af de tre elementer i en brand.
Her er nogle eksempler:
Backburning
Reducerer brændstofelementet.
Når en vild brand er ude af kontrol, er brandmænd ofte ikke i stand til at slukke den. Der er bare for meget varme, ilt og brændstof til ilden, så den fortsætter. Vi har ikke værktøjerne til at slukke ilden.
Backburning er en strategi, der indebærer at bevæge sig foran en brand og fjerne de brændstoffer, der er i brandens vej.Normalt vil dette indebære kørsel af kontrollerede forbrændinger foran hovedbranden for at forbrænde potentielle brændstoffer til hovedbranden. Denne ild slukkes derefter, før hovedbranden (uden for kontrol) ankommer.
Når ilden ankommer, finder den, at den ikke har noget brændstof at brænde, så den stopper i dens spor.
Et alternativ til bagudbrænding er at bulldoze træer i en stribe jord og føre dem væk, hvilket skaber et hul i skoven, som hovedbranden ikke kan springe.
Vand
Reducerer iltelementet.
Vand fra en brandpumpe eller sprinkler kan kvæle en brand for at reducere dens adgang til ilt.
Tilsvarende hvis du kaster et brænder ved i en flod, bliver loggen slukket, fordi den har fået adgang til ilt i atmosfæren afskåret.
Vand kan også sænke temperaturen på en brand, hvilket hjælper os med at bringe den under kontrol .
Brandslukkere, der bruger vand, også kendt som lufttryksvandslukkere, er ikke særlig almindelige. Dette er fordi vand faktisk ikke er så godt til at slukke en brand.
Her er nogle problemer med vandslukkere:
- Vand løber ofte simpelthen af en brændstofkilde , så det ikke undertrykker iltadgang i så længe.
- For fedtbrande flyder fedt oven på vand, så ilden fortsætter med at brænde ‘på’ vandet.
- For elektriske brande er vand en elektrisk ledning – så vandet bliver elektrificeret og kan forårsage alvorlig elektrisk stødning af brandmændene.
3. Sand / jord
Reducerer iltelementet.
Når du slukker et bål, kaster du ofte sand og jord over ilden. Ved effektivt at begrave ilden fratager du den adgang til ilt i atmosfæren og får den til at slukke. Ilden kan fortsætte med at brænde et stykke tid efter at den er begravet, så man skal være opmærksom på at overvåge ilden, selv efter at den er begravet.
Brandslukker
Reducerer iltelementet.
Den ildslukker, du finder liggende i dit hjem, vil sandsynligvis være en ABC ildslukker.
Dette er ildslukkere, der slukker mest typer almindelige husholdningsbrande – klasse A, klasse B og klasse C-brande. De slukker affalds-, træ- og papirbrande (klasse A), væske- og gasbrande (klasse B) og energibesparende elektriske brande (klasse C).
En ABC-ildslukker fungerer ved at skyde et tørt kemikalie kaldet monoammoniumphosphat. Dette kemikalie kvæler en ild og fratager den ilt.
5. Brandtæppe
Reducerer iltelementet.
Et brandtæppe kvæler en brandkilde. Disse bruges ofte til små husbrande. De er lavet af vævede glasfiberstoffer, der er meget brandsikre. De er også meget fint vævet, så luft ikke passerer gennem dem.
Når ildtæppet kastes ordentligt over hele ilden, vil det skabe en barriere mellem ilden og iltet og slukke det.
Det fungerer meget lignende måde at når du lægger en gryde over en lysestage for at slukke et lys. Du kan se stearinlyset i et sekund, da det suger alle de sidste små iltbitar under underkoppen, inden det endelig aftager.
Konklusion
Ildtrekanten er en god model for at lære om hvad en ild har brug for for at den kan brænde. Det kan være en kompliceret blanding af forskellige brændstoffer, der bestemmer, hvor stærkt en brand brænder, men i bund og grund er der kun tre krav til en brand: ilt, brændstof og varme.
Denne model hjælper os med at tænke over, hvad vi er nødt til at starte og slukke en brand. Alle moderne brandbekæmpelsesmetoder arbejder på at fratage en brand mindst et element i brandtrekanten.
rapporter denne annonce