Wir Menschen hatten eine sehr seltsame Beziehung zum Feuer. Es hat sowohl lebensspendende als auch lebennehmende Kräfte. Manchmal sehnen wir uns nach Kochen und Wärme, können es aber nicht haben. In anderen Fällen verschluckt es unsere Häuser und unser Leben.
Während Brände tödlich und unglaublich schwer zu löschen sein können, erfordern sie drei spezifische Elemente. Es kann also auch unglaublich schwierig sein, sie zu starten!
Mit Kenntnis dieser drei Elemente können wir lernen, wie man Feuer kontrolliert, damit wir es anzünden, anzünden und löschen können… auf unserem eigene Begriffe.
Inhaltsverzeichnis
1. Was ist das Feuerdreieck?
2. Die drei Elemente eines Feuerdreiecks
Sauerstoff
Wärme
Kraftstoff
3. Auswirkungen auf die Brandbekämpfung
4. Schlussfolgerung
Was ist das Feuerdreieck?
Das Feuerdreieck ist ein Modell, das die drei für ein Feuer erforderlichen Elemente demonstriert.
Die drei Elemente des Feuerdreiecks sind:
- Sauerstoff
- Wärme
- Kraftstoff
Jedes Element des Dreiecks ist erforderlich, damit ein Feuer beginnt und weiter brennt.
Das Feuertetraeder
Manchmal nennen wir das Feuerdreieck ein Feuertetraeder ‚.
Ein Tetraeder ist ein 3D-Dreieck. Der zusätzliche Punkt im Tetraeder ist die „chemische Reaktion“ (Verbrennung), die auftritt, wenn die drei Elemente des Feuerdreiecks in ausreichender Menge vorhanden sind.
Eine chemische Reaktion (genauer gesagt eine „exotherme“ Reaktion) findet immer während eines Feuers statt. Die Auswirkungen dieser chemischen Reaktion sind die Wärme und das Licht, die wir als „Feuer“ betrachten. Die im Brennstoff gespeicherte Energie reagiert mit dem Sauerstoff und der Wärme, um überschüssige Wärme und Licht abzulassen.
Drei Elemente des Feuerdreiecks
Kurzübersicht: Die drei Elemente des Feuerdreiecks sind Sauerstoff, Wärme und Kraftstoff.
Sauerstoff
Sauerstoff wird normalerweise benötigt, damit die Verbrennung (die chemische Reaktion des Feuers) stattfindet. In den meisten Fällen ist dies einfach der Sauerstoff in der Luft.
Luft in unserer Atmosphäre ist also eine ausreichende Sauerstoffquelle für das Auslösen von Bränden.
Bei großen Waldbränden wird der Sauerstoff mit einer unglaublichen Geschwindigkeit aus der Luft gesaugt. Feuerwehrleute berichten oft ein Gefühl, dass sie nicht atmen können, wenn sie in wütenden Feuern stecken. Dies liegt daran, dass der gesamte Luftsauerstoff vom Feuer extrahiert wurde, um seine Verbrennung zu befeuern.
Unter ganz besonderen Umständen können andere Elemente als Sauerstoff anstelle von Sauerstoff verwendet werden, um ein Feuer zu entfachen. Wir nennen diese Elemente „Oxidationsmittel“ oder „Oxidationsmittel“.
Oxidationsmittel können während eines Brandes die gleiche chemische Reaktion wie Sauerstoff hervorrufen. Diese chemische Reaktion beinhaltet die Übertragung von Sauerstoffatomen oder Elektronen, die die chemische Reaktion im Feuer verursachen, die als Verbrennung bekannt ist.
Wir werden häufig Oxidationsmittel verwenden, wenn kein Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden ist, beispielsweise im Weltraum. Raumschiffe müssen ihre eigenen Oxidationsmittel tragen, damit ihre Raketen feuern.
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung eines Oxidationsmittels zur Entstehung von Bränden ist die Verwendung von NOS in Drag-Racing-Autos. NOS (Lachgas) wird in den Motor eines Autos eingespritzt, um die konzentrierten Mengen an Sauerstoff zu erhöhen, die während der Verbrennung vorhanden sind. Dies macht die Verbrennung des Motors stärker und zwingt die Kolben, sich noch schneller zu bewegen als normalerweise.
Hier verwenden sie NOS im Film Fast and Furious:
Übliche Oxidationsmittel umfassen:
- Sauerstoff (O2)
- Ozon (O3)
- Lachgas (N2O)
- Wasserstoffperoxid (H2O2)
- Schwefelsäure (H2SO4)
2. Hitze
Wärme wird benötigt, um ein Feuer zu entfachen. Sobald das Feuer jedoch begonnen hat, erzeugt es oft genug eigene Wärme, um das Feuer am Laufen zu halten, ohne dass ständig mehr Wärme hinzugefügt werden muss.
Es gibt drei Temperaturen für einen Brennstoff, die dies demonstrieren Wenn eine Verbrennung auftritt:
- Flammpunkt: Die Temperatur, bei der ein Stoff verbrennt, wenn er einer offenen Flamme ausgesetzt wird (z. B. einem Streichholz).
- Selbstentzündungstemperatur: Die Temperatur, bei der ein Stoff brennt, ohne einer offenen Flamme ausgesetzt zu sein.
- Feuerpunkt: Die Temperatur, bei der ein Stoff nach dem Zünden von selbst weiter brennt (normalerweise einige Grad höher als der Flammpunkt) .
Die Wärmemenge, die benötigt wird, um etwas zum Brennen zu bringen, wird als „Selbstentzündungstemperatur“ bezeichnet. Dies ist der Punkt, an dem dem Dampf genügend Dampfmoleküle entzogen werden, um die Verbrennung von Kraftstoff und Sauerstoff zu bewirken (ohne dass ein Feuer wie ein Streichholz verwendet wird).Dies ist der Punkt, an dem Sauerstoffatome oder Elektronen zwischen der Sauerstoff- und der Brennstoffquelle übertragen werden und gespeicherte Energie in Form von Energie, Wärme und Licht (z. B. einem Feuer) freigesetzt wird.
Der „Flammpunkt“ ist eine andere Temperatur, bei der eine Verbrennung auftreten kann. Dies ist jedoch die Temperatur, bei der etwas brennt, wenn es einer offenen Flamme wie einem Streichholz ausgesetzt wird. Es ist niedriger als die Selbstentzündungstemperatur des Stoffes.
Der „Feuerpunkt“ ist der Wärmepunkt, an dem sich die Verbrennung mindestens 5 Sekunden lang selbst aufrechterhält, ohne dass mehr Wärme hinzugefügt werden muss. Dieser Punkt liegt normalerweise einige Grad über dem Flammpunkt der Kraftstoffquelle.
Hier sind die Flammpunkte und Selbstentzündungstemperaturen gängiger Kraftstoffquellen:
| Substanz | Flammpunkt Kraftstoff verbrennt, wenn er bei dieser Temperatur einer Flamme ausgesetzt wird. |
Selbstentzündungstemperatur Kraftstoff verbrennt ohne Flammeneinwirkung (Selbstentzündung). |
| Ethanol | 16,6 ° C (61,9 ° F) | 363 ° C (685 ° F) |
| Benzin | –43 ° C (–45 ° F) | 280 ° C (536 ° F) |
| Pflanzenöl | 327 ° C (621 ° F) | 424 ° C (795 ° F) |
| Düsentreibstoff | 38 ° C (100 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
| Diesel | 52 ° C (126 ° F) | 210 ° C (410 ° F) |
Für Weitere Informationen finden Sie unter https://www.engineeringtoolbox.com/fuels-ignition-temperatures-d_171.html
Wenn wir Stöcke aneinander reiben, um ein Feuer zu entzünden, erzeugen wir Wärme durch Reibung.
3. Kraftstoff
Fue Ich bin das Herz und die Seele eines Feuers. Der Brennstoff liefert die gespeicherte Energie, die während der Verbrennung in Form von Wärme und Licht freigesetzt wird.
Brennstoffe für Feuer unterscheiden sich von anderen Brennstoffen wie Batterien, die elektrische Energie freisetzen, oder Federn, die freigesetzt werden mechanische Energie. Während all diese verschiedenen Arten von Brennstoffen gespeicherte Energie freisetzen, setzen Brennstoffe für Feuer gespeicherte Energie in Form von Wärme und Licht frei.
Die traditionelle Form von Brennstoff für ein Feuer ist Holz. Menschen kontrollieren seit mehr als 2 Millionen Jahren Holzbrennstoffe für Brände.
Fossile Brennstoffe wie Koks werden seit 800 n. Chr. Verwendet, als sie von persischen Chemikern verwendet wurden. Erst mit der industriellen Revolution im 18. Jahrhundert wurden fossile Brennstoffe in großem Umfang eingesetzt. In dieser Zeit wurde die in Feuerbrennstoffen gespeicherte Energie durch den Einsatz von Dampf- und Verbrennungsmotoren in mechanische und elektrische Energie umgewandelt.
Übliche Brennstoffe für Brände sind:
| Gasbrennstoffe | Flüssige Brennstoffe | Feste Brennstoffe |
| Erdgas | Benzin | Holz |
| Wasserstoff | Diesel | Kohle |
| Propan | Kerosin | Torf |
| Methan | Ethanol | Biomasse |
| Acetylen | Butanol | Mist |
Auswirkungen auf die Brandbekämpfung
Kurzübersicht: Brände benötigen alle drei Elemente im Branddreieck, um weiter zu brennen. Wenn eines der drei Elemente reduziert wird, schwindet das Feuer oder wird gelöscht.
Das Feuerdreieck ist ein Modell für Feuerwehrleute, um Wege zu finden, um außer Kontrolle geratene Feuer zu löschen.
Die meisten Feuerlösch- und Feuerlöschgeräte sind so konzipiert, dass das Vorhandensein eines der drei Elemente eines Feuers minimiert wird.
Hier einige Beispiele:
Rückbrennen
Reduziert das Kraftstoffelement.
Wenn ein wildes Feuer außer Kontrolle gerät, können Feuerwehrleute es häufig nicht löschen. Es gibt einfach zu viel Wärme, Sauerstoff und Brennstoff für das Feuer, damit es weitergeht. Wir haben nicht die Werkzeuge, um das Feuer zu löschen.
Rückbrennen ist eine Strategie, bei der man sich vor einem Feuer bewegt und die Brennstoffe entfernt, die sich im Weg des Feuers befinden.In der Regel werden vor dem Hauptbrand kontrollierte Verbrennungen durchgeführt, um mögliche Brennstoffe für das Hauptfeuer zu verbrennen. Dieses Feuer wird dann gelöscht, bevor das Hauptfeuer (außer Kontrolle) eintrifft.
Wenn das Feuer eintrifft, stellt es fest, dass es keinen Brennstoff zum Verbrennen hat, sodass es auf seinen Spuren stoppt.
Eine Alternative zum Rückbrennen besteht darin, Bäume in einem Landstreifen zu planieren und wegzutragen, wodurch eine Lücke im Wald entsteht, die das Hauptfeuer nicht überspringen kann.
Wasser
Reduziert das Sauerstoffelement.
Wasser aus einer Feuerlöschpumpe oder einem Sprinkler kann ein Feuer ersticken, um den Zugang zu Sauerstoff zu verringern.
Ebenso, wenn Sie a eintauchen Wenn Holz in einen Fluss gebrannt wird, wird das Holz gelöscht, weil der Zugang zum Sauerstoff in der Atmosphäre unterbrochen wurde.
Wasser kann auch die Temperatur eines Feuers senken und uns helfen, es unter Kontrolle zu bringen
Feuerlöscher, die Wasser verwenden, auch als Luftdruck-Wasserlöscher bekannt, sind nicht sehr verbreitet. Dies liegt daran, dass Wasser nicht wirklich gut darin ist, ein Feuer zu löschen.
Hier sind einige Probleme mit Wasserlöschern:
- Wasser läuft oft einfach von einer Kraftstoffquelle ab Daher wird der Sauerstoffzugang nicht so lange unterdrückt.
- Bei Fettbränden schwimmt Fett auf dem Wasser, sodass das Feuer weiterhin auf dem Wasser brennt.
- Bei elektrischen Bränden ist Wasser eine elektrische Leitung – daher wird das Wasser elektrifiziert und kann zu schweren Stromschlägen der Feuerwehrleute führen.
3. Sand / Boden
Reduziert das Sauerstoffelement.
Wenn Sie ein Lagerfeuer löschen, werfen Sie häufig Sand und Erde über das Feuer. Indem Sie das Feuer effektiv vergraben, entziehen Sie ihm den Zugang zum Sauerstoff in der Atmosphäre, wodurch es erlischt. Das Feuer kann nach dem Vergraben noch eine Weile weiter brennen. Daher muss darauf geachtet werden, das Feuer auch nach dem Vergraben zu überwachen.
Feuerlöscher
Reduziert das Sauerstoffelement.
Der Feuerlöscher, den Sie in Ihrer Nähe finden, ist wahrscheinlich ein ABC-Feuerlöscher.
Dies sind Feuerlöscher, die am meisten löschen Arten von üblichen Haushaltsbränden – Brände der Klassen A, B und C. Sie löschen Müll-, Holz- und Papierbrände (Klasse A), Flüssigkeits- und Gasbrände (Klasse B) und unter Spannung stehende elektrische Brände (Klasse C).
Ein ABC-Feuerlöscher schießt einen trockenen aus Chemikalie namens Monoammoniumphosphat. Diese Chemikalie erstickt ein Feuer und entzieht ihm Sauerstoff.
5. Branddecke
Reduziert das Sauerstoffelement.
Eine Löschdecke erstickt eine Feuerquelle. Diese werden üblicherweise bei kleinen Hausbränden eingesetzt. Sie bestehen aus gewebten Glasfasergeweben, die sehr feuerfest sind. Sie sind auch sehr fein gewebt, damit keine Luft durch sie strömt.
Wenn die Feuerdecke ordnungsgemäß über das gesamte Feuer geworfen wird, entsteht eine Barriere zwischen dem Feuer und dem Sauerstoff, wodurch es gelöscht wird.
Es funktioniert sehr ähnlich Weg, wenn Sie einen Topf über einen Kerzenhalter stellen, um eine Kerze zu löschen. Sie können das Kerzensplittern für eine Sekunde sehen, während es die letzten kleinen Sauerstoffstücke unter der Untertasse ansaugt, bevor es schließlich nachlässt.
Fazit
Das Feuerdreieck ist ein großartiges Modell um zu lernen, was ein Feuer braucht, damit es brennt. Es mag eine komplizierte Mischung verschiedener Brennstoffe sein, die bestimmen, wie stark ein Feuer brennt, aber im Grunde gibt es nur drei Anforderungen für ein Feuer: Sauerstoff, Brennstoff und Wärme.
Dieses Modell hilft uns darüber nachzudenken, was Wir müssen ein Feuer beginnen und löschen. Alle modernen Brandbekämpfungsmethoden dienen dazu, einem Feuer mindestens ein Element im Feuerdreieck zu entziehen.
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