Az égés és a tűzoltás elmélete

Az előadások a következő témára: "Az égés és a tűzoltás elmélete"— Előadás másolata:

1 Az égés és a tűzoltás elmélete
Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

3 Égés és tűzoltáselmélet
Az égés feltételei: Éghető anyag Megfelelő koncentráció Gyújtóforrás Térbeli egyezés Gyulladási hőmérséklet Oxigén Időbeli egyezés Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

4 Égés és tűzoltáselmélet
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

5 Égés és tűzoltáselmélet
Éghető anyagok Éghető szilárd, folyadék, gáz Keverék anyagok Pirotechnikai anyagok Egyéb anyagok Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

6 Égés és tűzoltáselmélet
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), Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

7 Égés és tűzoltáselmélet
Gyújtóforrás (Karab G) Vegyi energia Fizikai energia Elektromos energia Hőtermelő berendezés Nyílt láng Egyéb Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

8 Égés és tűzoltáselmélet
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) Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

9 Égés és tűzoltáselmélet
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) Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

10 Égés és tűzoltáselmélet
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

11 Égés és tűzoltáselmélet
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

12 Égés és tűzoltáselmélet
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

13 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
A termikus energia átmenete hő alakjában a melegebb testről a hidegebb testre. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

14 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

15 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
Hővezetés (kondukció): Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

16 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
Hőáramlás (konvekció): Folyadékra és gázra jellemző hőterjedési mód, amelynél a hőenergiát a közeg részecskéi viszik magukkal. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

17 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

18 Égés és tűzoltáselmélet – hőátadási formák
Hősugárzás (radiáció): A közeg nem melegszik fel Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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 ( C fok) A belső tér nagysága az égés felületétől, az éghető alkotórészek kiáramlási sebességétől és az égés sebességétől függ. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

20 Égés és tűzoltáselmélet – a láng
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

21 Égés és tűzoltáselmélet – a láng
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

23 Égés és tűzoltáselmélet – a tűz
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

24 Égés és tűzoltáselmélet – a tűz
A tűz osztályozása: Fejlődése alapján Terjedő tüzek Nem terjedő tüzek Tűzterület nagysága szerint Kis tüzek ( 100 m2 alatt) Közepes tüzek ( m2) Nagy tüzek (1000 m2 felett) Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

25 Égés és tűzoltáselmélet – a tűz
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

26 Égés és tűzoltáselmélet – a tűz
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

27 Égés és tűzoltáselmélet – a tűz
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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

28 Égés és tűzoltáselmélet – a 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. Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

29 Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere
A gázcsere nyílt területen: Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

30 Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere
A gázcsere nyílt területen: Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

31 Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere
A gázcsere nyílt területen: a röptűz kialakulása Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

32 Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere
A gázcsere zárt területen: Magas nyomású tér Alacsony nyomású tér Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

33 Égés és tűzoltáselmélet – a gázcsere
A gázcsere zárt területen: A semleges zóna H1= Magas nyomású tér H Tép A2 A1 2 Tép + 1 A2 H2 Tkö 0 pont H H1 A1 Alacsony nyomású tér Tkö Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

35 Égés és tűzoltáselmélet – az égés megszüntetésének módjai
Az égés valamelyik feltételének megszüntetése Oxigén Az égő terek (helységek, tartályok) lezárása Az égő terek (helységek, tartályok) elárasztása, feltöltése Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

36 Égés és tűzoltáselmélet – az égés megszüntetésének módjai
Az égés valamelyik feltételének megszüntetése Gyulladási hőmérséklet Az égő anyag gyulladáspont alá való hűtése Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

38 Égés és tűzoltáselmélet – oltóhatások
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

39 Égés és tűzoltáselmélet – oltóhatások
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

40 Égés és tűzoltáselmélet – oltóhatások
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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak

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 Önkéntes és Létesítményi Tűzoltó Parancsnoki Szak