Wij mensen hebben een heel vreemde relatie gehad met vuur. Het heeft zowel levengevende als leven nemende krachten. Soms snakken we ernaar voor koken en warmte, maar kunnen we het niet hebben. Andere keren verslindt het onze huizen en levens.
Hoewel branden dodelijk en ongelooflijk moeilijk te blussen kunnen zijn, hebben ze drie specifieke elementen nodig om plaats te vinden. Ze kunnen dus ook ongelooflijk moeilijk zijn om mee te beginnen!
Met kennis van deze drie elementen kunnen we leren hoe we vuur kunnen beheersen, zodat we het kunnen aansteken, laten branden en blussen … op onze eigen termen.
Inhoudsopgave
1. Wat is de Vuurdriehoek?
2. De drie elementen van een branddriehoek: zuurstof en warmte en brandstof
3. Implicaties voor vuurleiding
4. Conclusie
Wat is de branddriehoek?
De branddriehoek is een model dat de drie elementen laat zien die nodig zijn voor een brand.
De drie elementen van de vuurdriehoek zijn:
- Zuurstof
- Warmte
- Brandstof
Elk element van de driehoek is vereist om een vuur te laten ontstaan en om te blijven branden.
De Vuurtetraëder
Soms noemen we de vuurdriehoek een ‘vuurvierder ‘.
Een tetraëder is een 3D-driehoek. Het extra punt in de tetraëder is de ‘chemische reactie’ (verbranding) die optreedt wanneer de drie elementen van de branddriehoek in voldoende hoeveelheid aanwezig zijn.
Een chemische reactie (meer specifiek een ‘exotherme’ reactie) vindt altijd plaats tijdens brand. De effecten van deze chemische reactie zijn de warmte en het licht dat we zien als ‘vuur’. De opgeslagen energie in de brandstof reageert met de zuurstof en warmte om overtollige warmte en licht af te laten.
Drie elementen van de vuurdriehoek
Snel overzicht: de drie elementen van de vuurdriehoek zijn zuurstof, warmte en brandstof.
Zuurstof
Zuurstof is meestal nodig om verbranding (de chemische reactie van de brand) te laten plaatsvinden. In de meeste gevallen is dit gewoon de zuurstof in de lucht.
Lucht in onze atmosfeer is dus een voldoende bron van zuurstof om branden op te laten stijgen.
Tijdens grote bosbranden wordt de zuurstof met een ongelooflijke snelheid uit de lucht gezogen. Brandweerlieden melden vaak het gevoel dat ze niet kunnen ademen als ze vastzitten in woedende branden. Dit komt doordat alle zuurstof in de lucht door het vuur is onttrokken om de verbranding van brandstof te voorzien.
In zeer speciale omstandigheden kunnen andere elementen dan zuurstof worden gebruikt in plaats van zuurstof om een brand te starten. We noemen deze elementen ‘oxidatiemiddelen’ of ‘oxidatiemiddelen’.
Oxidatiemiddelen kunnen bij brand dezelfde chemische reactie veroorzaken als zuurstof. Die chemische reactie omvat de overdracht van zuurstofatomen of elektronen die de chemische reactie bij vuur veroorzaken die bekend staat als verbranding.
We zullen vaak oxidatiemiddelen gebruiken als er geen zuurstof in de atmosfeer aanwezig is, zoals in de ruimte. Ruimteschepen moeten hun eigen oxidatiemiddelen bij zich hebben om hun raketten te laten schieten.
Een ander voorbeeld van het gebruik van een oxidatiemiddel om branden te veroorzaken is het gebruik van NOS in dragraceauto’s. NOS (lachgas) wordt in de motor van een auto geïnjecteerd om de geconcentreerde hoeveelheden zuurstof die tijdens de verbranding aanwezig zijn, te verhogen. Dit maakt de verbranding van de motor sterker en dwingt de zuigers om nog sneller te bewegen dan normaal.
Hier gebruiken ze NOS in de Fast and Furious-film:
Veel voorkomende oxidatiemiddelen zijn:
- Zuurstof (O2)
- Ozon (O3)
- Distikstofoxide (N2O)
- Waterstofperoxide (H2O2)
- Zwavelzuur (H2SO4)
2. Warmte
Er is warmte nodig om vuur te maken. Maar als het vuur eenmaal is begonnen, genereert het vaak genoeg van zijn eigen warmte om het vuur aan de gang te houden zonder dat er voortdurend meer warmte moet worden toegevoegd.
Er zijn drie temperaturen voor een brandstof die zullen aantonen wanneer verbranding plaatsvindt:
- Vlampunt: de temperatuur waarbij een stof brandt wanneer deze wordt blootgesteld aan een open vlam (zoals een lucifer).
- Zelfontbrandingstemperatuur: de temperatuur waarbij een stof zal branden zonder blootstelling aan een open vlam.
- Vuurpunt: De temperatuur waarbij een stof na ontsteking vanzelf blijft branden (meestal een paar graden hoger dan het vlampunt) .
De hoeveelheid warmte die nodig is om iets te laten branden, wordt de ‘zelfontbrandingstemperatuur’ genoemd. Dit is het punt waarop voldoende dampmoleculen uit de brandstof worden gehaald om de brandstof en zuurstof te laten verbranden (zonder dat er een vuur zoals een lucifer wordt gebruikt).Het is het punt waar zuurstofatomen of elektronen worden overgedragen tussen de zuurstof- en brandstofbron en opgeslagen energie vrijkomt in de vorm van energie, warmte en licht (bijv. Een brand).
Het ‘vlampunt’ is een andere temperatuur waarbij verbranding kan plaatsvinden. Dit is echter de temperatuur waarbij iets brandt als het wordt blootgesteld aan open vuur, zoals een lucifer. Het is lager dan de zelfontbrandingstemperatuur van de stof.
Het ‘vuurpunt’ is het warmtepunt waarop de verbranding zichzelf gedurende minstens 5 seconden in stand houdt zonder dat er meer warmte hoeft te worden toegevoegd. Dit punt ligt meestal een paar graden boven het vlampunt van de brandstofbron.
Dit zijn de vlampunten en zelfontbrandingstemperaturen van veelvoorkomende brandstofbronnen:
| Stof | Vlampunt Brandstof verbrandt bij blootstelling aan een vlam bij deze temperatuur. |
Zelfontbrandingstemperatuur Brandstof brandt zonder blootstelling aan vlammen (zelfontbranding). |
| Ethanol | 16,6 ° C (61,9 ° F) | 363 ° C (685 ° F) |
| Benzine | −43 ° C (−45 ° F) | 280 ° C (536 ° F) |
| Plantaardige olie | 327 ° C (621 ° F) | 424 ° C (795 ° F) |
| Vliegtuigbrandstof | 38 ° C (100 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
| Diesel | 52 ° C (126 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
Voor meer, zie https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-ignition-temperatures-d_171.html
Wanneer we stokken tegen elkaar wrijven om een vuur aan te steken, genereren we warmte door wrijving.
3. Brandstof
Fue Ik ben het hart en de ziel van een vuur. De brandstof levert de opgeslagen energie die vrijkomt in de vorm van warmte en licht tijdens verbranding.
Brandstoffen voor vuur zijn anders dan andere vormen van brandstof, zoals batterijen die elektrische energie afgeven of veren die mechanische energie. Terwijl al deze verschillende soorten brandstoffen allemaal opgeslagen energie vrijgeven, geven brandstoffen voor vuur opgeslagen energie vrij in de vorm van warmte en licht.
De traditionele vorm van brandstof voor een vuur is hout. Mensen beheersen houtbrandstof voor branden al meer dan 2 miljoen jaar.
Fossiele brandstoffen zoals cokes worden gebruikt sinds 800 CE toen ze werden gebruikt door Perzische chemici. Maar pas tijdens de industriële revolutie in de 18e eeuw werden fossiele brandstoffen op grote schaal gebruikt. Het was in deze tijd dat de opgeslagen energie in brandstoffen werd omgezet in mechanische en elektrische energie door het gebruik van stoom- en verbrandingsmotoren.
Veel voorkomende brandstoffen voor branden zijn:
| Gasbrandstoffen | Vloeibare brandstoffen | Vaste brandstoffen |
| Aardgas | Benzine | Hout |
| Waterstof | Diesel | Steenkool |
| Propaan | Kerosine | Peat |
| Methaan | Ethanol | Biomassa |
| Acetyleen | Butanol | Mest |
Implicaties voor vuurleiding
Snel overzicht: branden hebben alle drie de elementen in de vuurdriehoek nodig om te kunnen blijven branden. Als een van de drie elementen wordt verminderd, zal het vuur afnemen of worden gedoofd.
De branddriehoek is een model voor brandweerlieden om manieren te bedenken om branden te blussen die niet onder controle zijn.
De meeste brandbestrijdings- en blusapparatuur is ontworpen om de aanwezigheid van een van de drie elementen van een brand te minimaliseren.
Hier zijn enkele voorbeelden:
Backburning
Vermindert het brandstofelement.
Wanneer een wild vuur uit de hand loopt, kunnen brandweerlieden het vaak niet blussen. Er is gewoon te veel warmte, zuurstof en brandstof voor het vuur, zodat het blijft branden. We hebben niet de middelen om de brand te blussen.
Backburning is een strategie waarbij je een brand voorloopt en de brandstoffen verwijdert die in het pad van de brand zitten.Gewoonlijk houdt dit in dat voor de hoofdbrand gecontroleerde brandwonden worden uitgevoerd om eventuele brandstoffen voor de hoofdbrand weg te branden. Dit vuur wordt vervolgens gedoofd voordat het hoofdbrand (onbeheerst) arriveert.
Wanneer het vuur arriveert, merkt het dat het geen brandstof heeft om te verbranden, dus het stopt onmiddellijk.
Een alternatief voor laagverbranding is het platwalsen van bomen in een strook land en ze weg te voeren, waardoor een gat in het bos ontstaat waar de hoofdbrand niet uit kan springen.
Water
Vermindert het zuurstofelement.
Water van een bluspomp of sprinkler kan een brand smoren om de toegang tot zuurstof te verminderen.
Evenzo, als u een brandend houtblok in een rivier, zal het blok worden gedoofd omdat het zijn toegang tot de zuurstof in de atmosfeer heeft afgesneden.
Water kan ook de temperatuur van een vuur verlagen, waardoor we het onder controle kunnen krijgen .
Brandblussers die water gebruiken, ook wel bekend als luchtdruk waterblussers, komen niet vaak voor. Dit komt omdat water eigenlijk niet zo goed is in het blussen van een vuur.
Hier zijn enkele problemen met waterblussers:
- Water loopt vaak gewoon van een brandstofbron , zodat het de zuurstoftoegang niet zo lang onderdrukt.
- Bij vetbranden drijft het vet op het water, zodat het vuur ‘op’ het water blijft branden.
- Bij elektrische branden is water een elektrische leiding – dus het water wordt geëlektrificeerd en kan ernstige elektrocutie van de brandweerlieden veroorzaken.
3. Zand / aarde
Vermindert het zuurstofelement.
Als je een kampvuur dooft, gooi je vaak zand en aarde over het vuur. Door het vuur effectief te begraven, ontneemt u het de toegang tot de zuurstof in de atmosfeer, waardoor het dooft. Het vuur kan nog een tijdje blijven branden nadat het is begraven, dus zorg ervoor dat u het vuur in de gaten houdt, zelfs nadat het is begraven.
Brandblusser
Vermindert het zuurstofelement.
De brandblusser die u in uw huis aantreft, is waarschijnlijk een ABC-brandblusser.
Dit zijn blussers die het meest blussen soorten gewone huishoudelijke branden – Klasse A, Klasse B en Klasse C-branden. Ze blussen afval-, hout- en papierbranden (klasse A), vloeistof- en gasbranden (klasse B) en elektrische branden (klasse C).
Een ABC-brandblusser werkt door een droge chemische stof genaamd monoammoniumfosfaat. Deze chemische stof smoort een vuur en berooft het van zuurstof.
5. Vuurdeken
Vermindert het element zuurstof.
Een blusdeken verstikt een vuurbron. Deze worden vaak gebruikt bij kleine woningbranden. Ze zijn gemaakt van geweven glasvezeldoeken die zeer brandwerend zijn. Ze zijn ook erg fijn geweven zodat er geen lucht doorheen gaat.
Als de blusdeken op de juiste manier over het hele vuur wordt gegooid, vormt het een barrière tussen het vuur en de zuurstof, waardoor het wordt geblust.
Het werkt op een vergelijkbare manier manier om wanneer je een pan op een kandelaar zet om een kaars te doven. Je kunt de kaars een seconde zien sputteren terwijl hij alle laatste kleine stukjes zuurstof onder de schotel opzuigt voordat hij uiteindelijk zakt.
Conclusie
De vuurdriehoek is een geweldig model om te leren wat een vuur nodig heeft om te kunnen branden. Het is misschien een ingewikkelde mix van verschillende brandstoffen die bepalen hoe sterk een vuur brandt, maar in de basis zijn er slechts drie vereisten voor een vuur: zuurstof, brandstof en warmte.
Dit model helpt ons na te denken over wat we moeten een brand starten en blussen. Alle moderne brandbestrijdingsmethoden werken om een brand van ten minste één element op de branddriehoek te ontnemen.
meld deze advertentie