Vi människor har haft ett mycket konstigt förhållande till eld. Den har både livgivande och livskrafter. Ibland längtar vi efter det för matlagning och värme men kan inte få det. Andra gånger sväljer det våra hem och liv.
Även om bränder kan vara dödliga och otroligt svåra att släcka, kräver de att tre specifika element ska äga rum. Så de kan också vara otroligt svåra att starta också!
Med kunskap om dessa tre element kan vi lära oss att kontrollera eld så att vi kan tända den, hålla den tänd och släcka den … på vår egna villkor.
Innehållsförteckning
1. Vad är Fire Triangle?
2. De tre elementen i en brandtriangel – syre och värme och bränsle
3. Konsekvenser för brandkontroll
4. Slutsats
Vad är brandtriangeln?
Eldtriangeln är en modell som visar de tre elementen som krävs för en brand.
De tre element i eldstriangeln är:
- Syre
- Värme
- Bränsle
Varje element i triangeln krävs för att en eld ska starta och att den fortsätter att brinna.
Eldtetraedern
Ibland kallar vi eldstriangeln en ”eldtetraeder” ’.
En tetraeder är en 3D-triangel. Den extra punkten i tetraedern är den ”kemiska reaktionen” (förbränning) som uppstår när de tre elementen i eldstriangeln är närvarande i tillräcklig mängd.
En kemisk reaktion (mer specifikt en ”exoterm” reaktion) sker alltid under en brand. Effekterna av denna kemiska reaktion är värmen och ljuset som vi ser som ”eld”. Den lagrade energin i bränslet reagerar med syret och värmen för att släppa ut överflödig värme och ljus.
Fire Elements of the Fire Triangle
Snabb översyn: De tre elementen i eldstriangeln är syre, värme och bränsle.
Syre
Syre krävs vanligtvis för att förbränning (brandens kemiska reaktion) ska inträffa. I de flesta fall är detta helt enkelt syret i luften.
Så, luft i vår atmosfär är en tillräcklig syrekälla för bränder att starta.
Under stora vilda bränder sugs syret ut ur luften i en otrolig takt. Brandmän rapporterar ofta en känsla av att de inte kan andas när de fastnar i rasande bränder. Detta beror på att allt syre i luften har extraherats av elden för att bränna dess förbränning.
Under mycket speciella omständigheter kan andra element än syre användas istället för syre för att starta en brand. Vi kallar dessa element för ”oxidationsmedel” eller ”oxidationsmedel”.
Oxiderande ämnen kan skapa samma kemiska reaktion som syre under en brand. Den kemiska reaktionen involverar överföringen av syreatomer eller elektroner som orsakar den kemiska reaktionen vid eld, så kallad förbränning.
Vi använder ofta oxidationsmedel när syre i atmosfären inte är närvarande, till exempel i rymden. Rymdskepp måste bära sina egna oxidationsmedel för att få sina raketer att skjuta.
Ett annat exempel på användningen av ett oxidationsmedel för att orsaka bränder är användningen av NOS i dragracebilar. NOS (kväveoxid) injiceras i bilens motor för att öka de koncentrerade mängderna syre som finns under förbränningen. Detta gör motorns förbränning starkare och tvingar kolvarna att röra sig ännu snabbare än vad de normalt skulle göra.
Här använder de NOS i Fast and Furious-filmen:
Vanliga oxidationsmedel inkluderar:
- Syre (O2)
- Ozon (O3)
- Lustgas (N2O)
- Väteperoxid (H2O2)
- Svavelsyra (H2SO4)
2. Värme
Värme krävs för att starta en brand. Men när branden väl har startat genererar den ofta tillräckligt med sin egen värme för att hålla elden igång utan att det behövs kontinuerligt mer värme.
Det finns tre temperaturer för ett bränsle som visar när förbränning inträffar:
- Flampunkt: Temperaturen vid vilken ett ämne kommer att brinna när det utsätts för en öppen eld (t.ex. en tändsticka).
- Självantändningstemperatur: temperatur vid vilken ett ämne kommer att brinna utan exponering för öppen eld.
- Eldpunkt: Temperaturen vid vilken ett ämne fortsätter att brinna på egen hand efter antändning (vanligtvis några grader högre än flampunkten) .
Mängden värme som behövs för att bränna något kallas ”självantändningstemperatur”. Detta är den punkt då tillräckligt med ångmolekyler extraheras från bränslet för att få bränslet och syret att förbrännas (utan att en brand som en tändstickan används).Det är den punkt där syreatomer eller elektroner överförs mellan syre och bränslekälla och lagrad energi frigörs i form av energi, värme och ljus (t.ex. en eld).
’Flampunkten’ är en annan temperatur vid vilken förbränning kan uppstå. Detta är dock temperaturen vid vilken något kommer att brinna om det utsätts för en öppen eld, som en tändsticka. Det är lägre än ämnets självantändningstemperatur.
”Eldpunkten” är den värmepunkt vid vilken förbränningen kommer att självhålla i minst 5 sekunder utan att mer värme behöver tillsättas. Denna punkt är vanligtvis några grader över bränslekällans flampunkt.
Här är flampunkterna och självantändningstemperaturerna för vanliga bränslekällor:
| Ämne | Flampunkt Bränsle brinner när den utsätts för en låga vid denna temperatur. |
Självantändningstemperatur Bränsle brinner utan exponering för flamma (spontan förbränning). |
| Etanol | 16,6 ° C (61,9 ° F) | 363 ° C (685 ° F) |
| Bensin | −43 ° C (−45 ° F) | 280 ° C (536 ° F) |
| Vegetabilisk olja | 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) |
För mer, se https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-ignition-temperatures-d_171.html
När vi gnuggar pinnar ihop för att tända en eld, genererar vi värme genom friktion.
3. Bränsle
Fue Jag är eldens hjärta och själ. Bränslet är det som ger den lagrade energin som frigörs i form av värme och ljus under förbränningen.
Bränslen för eld skiljer sig från andra former av bränsle som batterier som frigör elektrisk energi eller fjädrar som släpper ut mekanisk energi. Medan alla dessa olika typer av bränslen släpper ut lagrad energi frigör bränslen för bränder lagrad energi i form av värme och ljus.
Den traditionella bränsleformen för en eld är trä. Människor har kontrollerat träbränsle för bränder i mer än 2 miljoner år.
Fossila bränslen som koks har använts sedan 800 e.Kr. när de användes av persiska kemister. Men det var inte förrän den industriella revolutionen på 1700-talet som fossila bränslen användes i stor skala. Det var i denna tid som den lagrade energin i brandbränslen översattes till mekanisk och elektrisk energi genom användning av ånga och förbränningsmotorer.
Vanliga bränslen för bränder inkluderar:
| Gasbränslen | Flytande bränslen | Fasta bränslen |
| Naturgas | Bensin | Trä |
| Väte | Diesel | Kol |
| Propan | Fotogen | Torv |
| Metan | Etanol | Biomassa |
| Acetylen | Butanol | Gödsel |
Implikationer för brandkontroll
Snabb översyn: Bränder behöver alla tre elementen i brandtriangeln för att fortsätta att brinna. Om ett av de tre elementen reduceras kommer branden att minska eller släckas.
Brandtriangeln är en modell för brandmän att tänka på sätt att släcka bränder som är utom kontroll.
De flesta brandsläcknings- och brandsläckningsutrustningar är utformade för att minimera förekomsten av ett av de tre elementen i en brand.
Här är några exempel:
Backburning
Minskar bränsleelementet.
När en vild eld är utom kontroll kan brandmän ofta inte släcka den. Det finns bara för mycket värme, syre och bränsle för branden så att det kommer att fortsätta. Vi har inte verktygen för att släcka elden.
Backburning är en strategi som innebär att man går före en brand och tar bort de bränslen som är i brandens väg.Vanligtvis innebär detta att man kör kontrollerade brännskador före huvudbranden för att bränna bort eventuella bränslen för huvudbranden. Denna brand släcks sedan innan huvudbranden (utom kontroll) anländer.
När elden anländer finner den att den inte har något bränsle att brinna, så den stannar i sina spår.
Ett alternativ till bakförbränning är att bulldoza träd i en remsa och bära bort dem, vilket skapar ett gap i skogen som huvudbranden inte kan hoppa.
Vatten
Minskar syreelementet.
Vatten från en brandbekämpningspump eller sprinkler kan kväva en eld för att minska dess tillgång till syre.
På samma sätt, om du kastar en bränner stock i en flod, kommer stocken att släckas eftersom den har fått tillgång till syret i atmosfären avskuren.
Vatten kan också sänka en temperatur i en eld, vilket hjälper oss att få den under kontroll .
Brandsläckare som använder vatten, även känd som lufttryckssläckare, är inte så vanliga. Det beror på att vatten faktiskt inte är så bra för att släcka en eld.
Här är några problem med vattensläckare:
- Vatten rinner ofta helt enkelt av en bränslekälla , så att det inte undertrycker tillgången på syre så länge.
- För fettbränder flyter fett ovanpå vatten så att elden fortsätter att brinna ”på” vattnet.
- För elektriska bränder är vatten en elektrisk ledning – så vattnet kommer att elektrifieras och kan orsaka allvarlig elektricitet hos brandmännen.
3. Sand / jord
Minskar syreelementet.
När du släcker ett lägereld slänger du ofta sand och jord över elden. Genom att effektivt begrava elden berövar du den åtkomst till syret i atmosfären och får den att släcka. Branden kan fortsätta att brinna ett tag efter att den har begravts, så man måste vara noga med att övervaka branden även efter att den har begravts.
Brandsläckare
Minskar syreelementet.
Brandsläckaren som du hittar i ditt hem kommer antagligen att vara en ABC-brandsläckare.
Det här är släckare som släpper ut mest typer av vanliga hushållsbränder – klass A, klass B och klass C-bränder. De släcker sopor, trä- och pappersbränder (klass A), vätske- och gaseldar (klass B) och energiförsörjade elektriska bränder (klass C).
En ABC-brandsläckare fungerar genom att skjuta ut en torr kemikalie som kallas monoammoniumfosfat. Den här kemikalien kväver en eld och berövar den syre.
5. Eldfilt
Minskar syreelementet.
En brandtäcke kväver en brandkälla. Dessa används ofta för små husbränder. De är gjorda av vävda glasfibertyger som är mycket brandsäkra. De är också väldigt fint vävda så att luft inte passerar genom dem.
När brandfiltet kastas ordentligt över hela elden, kommer det att skapa en barriär mellan elden och syret och släcka den.
Den fungerar på mycket liknande sätt vägen till när du lägger en kastrull över en ljushållare för att släcka ett ljus. Du kan se stearinljuset i en sekund när det suger upp alla de sista små syrebitarna under fatet innan det äntligen avtar.
Slutsats
Eldstriangeln är en bra modell för att lära sig vad en eld behöver för att den ska brinna. Det kan vara en komplicerad blandning av olika bränslen som avgör hur starkt en eld brinner, men i grunden finns det bara tre krav för en brand: syre, bränsle och värme.
Denna modell hjälper oss att tänka på vad vi måste starta och släcka en eld. Alla moderna brandbekämpningsmetoder arbetar för att beröva en brand minst ett element i brandtriangeln.
rapportera den här annonsen