Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Огненный треугольник

Огнь треугольник или горения треугольник является простой моделью для понимания необходимых ингредиентов для большинства пожаров . [1]

Треугольник иллюстрирует три элемента, которые необходимо воспламенить огню: тепло , топливо и окислитель (обычно кислород ). [2] Пожар возникает естественным образом, когда элементы присутствуют и объединяются в правильную смесь. [3] Пожар можно предотвратить или потушить, удалив любой из элементов огненного треугольника. Например, прикрытие огня противопожарным одеялом блокирует кислород и может тушить пожар. При крупных пожарах, когда вызываются пожарные, уменьшение количества кислорода обычно не является вариантом, потому что нет эффективного способа сделать это на большой площади. [4]

Огненный тетраэдр [ править ]

Не путать с NFPA 704 , также называемым огненным алмазом.
Огненный тетраэдр

Огненный тетраэдр представляет собой добавление компонента химической цепной реакции к трем, уже присутствующим в огненном треугольнике. Как только пожар начался, возникающая экзотермическая цепная реакция поддерживает огонь и позволяет ему продолжаться до тех пор, пока или пока не будет заблокирован хотя бы один из элементов огня. Пену можно использовать, чтобы лишить огонь необходимого кислорода. Воду можно использовать для понижения температуры топлива ниже точки воспламенения, а также для удаления или диспергирования топлива. Галон можно использовать для удаления свободных радикалов и создания барьера из инертного газа при прямой атаке на химическую реакцию, вызывающую пожар. [5]

Горение - это химическая реакция, которая нагревает огонь и позволяет ему продолжаться. Когда пожар включает сжигание металлов , таких как литий , магний , титан , [6] и т.д. (известный как класс-D огня ), она становится еще более важно учитывать высвобождение энергии. Металлы быстрее реагируют с водой, чем с кислородом, и в результате выделяется больше энергии. Если полить такой огонь водой, он станет более горячим или даже взорвется . Огнетушители с углекислым газом неэффективны против некоторых металлов, таких как титан. [6] Следовательно, необходимо использовать инертные агенты (например, сухой песок), чтобы прервать цепную реакцию горения металла.

Таким же образом, как только удаляется один из четырех элементов тетраэдра, горение прекращается.

Окислитель [ править ]

Окислитель - другой реагент химической реакции. В большинстве случаев это окружающий воздух и, в частности, один из его компонентов, кислород (O 2 ). Лишив огонь воздуха, огонь можно потушить, например, накрыв пламя маленькой свечи пустым стаканом. Напротив, если над дровами обдувают воздух (как в случае с сильфоном ), огонь активируется за счет введения большего количества воздуха.

Некоторые химические вещества, такие как газообразный фтор, соли перхлората, такие как перхлорат аммония или трифторид хлора , действуют как окислители, иногда более мощные, чем сам кислород. Пожар, возникший в результате реакции с этими окислителями, может быть очень трудно потушить, пока окислитель не будет исчерпан; эта ножка огненного треугольника не может быть сломана обычными средствами (то есть, если лишить ее воздуха, она не задохнется).

В некоторых случаях, таких как некоторые взрывчатые вещества, окислитель и горючее являются одинаковыми (например, нитроглицерин, нестабильная молекула, которая имеет окисляющие части в той же молекуле, что и окисляемые части).

Реакция инициируется активирующей энергией, в большинстве случаев это тепло. Несколько примеров включают трение, как в случае спичек, нагрев электрического провода, пламени (распространение огня) или искру (от зажигалки или от любого пускового электрического устройства). Есть также много других способов получить достаточную энергию активации, включая электричество, излучение и давление, все из которых приведут к повышению температуры. В большинстве случаев выделение тепла обеспечивает самоподдерживаемость реакции и способствует развитию цепной реакции. Температура, при которой жидкость производит достаточно пара для получения легковоспламеняющейся смеси с самоподдерживающимся горением, называется ее температурой вспышки.

Тушение пожара [ править ]

Чтобы остановить реакцию горения, необходимо удалить один из трех элементов огненного треугольника.

Без достаточного тепла огонь не может начаться и продолжаться не может. Тепло можно отвести, нанеся вещество, уменьшающее количество тепла, доступного для реакции огня. Часто это вода, которая поглощает тепло для фазового перехода от воды к пару. Введение в пламя достаточных количеств и типов порошка или газа уменьшает количество тепла, доступного для реакции огня, таким же образом. Удаление углей с горящей конструкции также устраняет источник тепла. Отключение электричества при электрическом пожаре устраняет источник возгорания.

Без топлива пожар прекратится. Топливо можно удалить естественным путем, например, когда огонь поглотил все горючее, или вручную, механически или химически удаляя топливо из огня. Разделение топлива - важный фактор в тушении пожаров в естественных условиях и основа для большинства основных тактик, таких как контролируемые ожоги . Огонь прекращается, потому что более низкая концентрация паров топлива в пламени приводит к уменьшению выделения энергии и более низкой температуре. Таким образом, удаление топлива снижает тепло.

Без достаточного количества кислорода пожар не может начаться и не может продолжаться. При понижении концентрации кислорода процесс горения замедляется. Кислород можно исключить при пожаре, используя углекислотный огнетушитель , противопожарное одеяло или воду.

Роль воды в пожаротушении [ править ]

Вода может иметь две разные роли. В случае твердого горючего твердое топливо производит продукты пиролиза под действием тепла, обычно радиации. Этот процесс останавливается применением воды, поскольку вода испаряется легче, чем топливо пиролизируется. Таким образом энергия снимается с поверхности топлива, и оно охлаждается, и пиролиз останавливается, устраняя подачу топлива в пламя. В пожаротушении это называется охлаждением поверхности.

В газовой фазе, то есть в пламени или в дыме, горючее не может быть отделено от окислителя, и единственное возможное действие состоит в охлаждении. В этом случае капли воды испаряются в газовой фазе, тем самым понижая температуру и добавляя водяной пар, делая газовую смесь негорючей. Для этого требуются капли размером менее примерно 0,2 мм. В пожаротушении это называется охлаждением газа или дымом.

Также существуют случаи, когда коэффициент воспламенения не является энергией активации. Например, дымовой взрыв - это очень сильное горение несгоревших газов, содержащихся в дыме, созданном внезапным поступлением свежего воздуха (подача окислителя). Интервал, в котором может гореть смесь воздуха и газа, ограничен пределами взрываемости воздуха. Этот интервал может быть очень маленьким (керосин) или большим (ацетилен).

Воду нельзя использовать при некоторых типах пожаров:

  • Пожары при наличии электрического тока, поскольку вода проводит электричество и представляет опасность поражения электрическим током.
  • Возгорание углеводородов - они распространяют огонь только из-за разницы в плотности / гидрофобности . Например, добавление воды в огонь с источником масла вызовет растекание масла, поскольку масло и вода не смешиваются .
  • Металлические пожары - поскольку эти пожары производят огромное количество энергии (до 7.550 калорий / кг [ спорном - обсудить ] для алюминия ) и вода могут также создавать жестокие химические реакции с горящим металлом (возможно , даже служить в качестве дополнительного окисляющего агента).

Поскольку эти реакции хорошо изучены, было возможно создать специальные добавки к воде, которые позволят:

  • Лучшее поглощение тепла при большей плотности, чем у воды.
  • Проведение ловушек свободных радикалов на огне.
  • Проведение пенообразователи , чтобы включить воду , чтобы остаться на поверхности жидкого огня и предотвратить выпуск газа.
  • Несет определенные реактивные элементы, которые будут реагировать и изменять природу горящего материала.

Водные добавки, как правило, предназначены для того, чтобы быть эффективными при нескольких категориях пожаров (класс A + класс B или даже класс A + класс B + класс F), что означает лучшую глобальную производительность и удобство использования одного огнетушителя при многих различных типах пожаров ( или пожары, связанные с материалами нескольких различных классов).

Многомасштабные огненные треугольники для лесных пожаров [ править ]

Многоуровневые огненные треугольники, описывающие стихию лесного пожара в масштабе пламени, лесного пожара и пожарного режима. По материалам Moritz et al. (2005) Лесной пожар, сложность и оптимизированная устойчивость. Слушания Национальной академии наук 102, 17912-17917.

В контексте лесных пожаров треугольник огня может быть увеличен, чтобы применить его для понимания распространения пожара по ландшафту (масштабы дней и нескольких километров) и повторяемости пожаров во времени (масштабы десятилетий и сотен километров). [7] Таким образом, несмотря на то, что тепло важно для зажигания пламени, топография важна для содействия распространению огня, особенно за счет предварительного нагрева топлива на подъеме, а источники возгорания важны для объяснения повторения в более длительных временных масштабах. Точно так же, в то время как кислород необходим для поддержания пламени, погода и связанные с ним ветры питают кислородом распространяющийся огонь, и долгосрочные погодные условия обобщаются как климат. Наконец, топливо- это термин, описывающий то, что горит в одном пламени, и ряд материалов, сгорающих в распространяющемся лесном пожаре, но виды топлива меняются в большем пространстве и во времени в том, что называется растительностью .

В самом маленьком масштабе, треугольнике горения, отдельные частицы топлива воспламеняются один раз при критической температуре, и огонь передает энергию ближайшему окружению. События возгорания варьируются от нескольких секунд до пары дней, и их последствия отслеживаются по квадрантной шкале. Самый крупный масштаб, напротив, описывает концепцию пожарного режима . Глобальное изменение климата является движущей силой многих факторов, образующих треугольники «лесных пожаров» и «пожарный режим». Например, что касается режима пожара, определенный тип растительности будет поддерживать характерный пожар с точки зрения повторяемости, интенсивности, сезонности и биологических эффектов; изменение типа растительности повлияет на изменение пожарного режима.

См. Также [ править ]

  • Глоссарий пожарных терминов
  • Классы огня

Примечания [ править ]

  1. ↑ The Fire Triangle. Архивировано 6 апреля 2012 г.в Wayback Machine , Пожарная бригада Хантса, по состоянию на июнь 2009 г.
  2. ^ «Факты о лесных пожарах: должно быть все три» . Служба национальных парков . Проверено 30 августа 2018 .
  3. ^ IFSTA, 2008 с. 88.
  4. ^ «Какая форма огня освещает? Треугольник» . FireRescue1 . Проверено 14 февраля 2017 .
  5. ^ "Огненный тетраэдр (пирамида)" . Информация о огненном треугольнике / тетраэдре и горении . Safelincs Ltd . Проверено 30 августа 2012 года .
  6. ^ a b http://www.titanium.com/titanium/tech_manual/tech16.cfm Архивировано 26 января 2009 г. на сайте Wayback Machine Titanium MSDS
  7. ^ Мориц, Макс А .; Morais, Marco E .; Саммерелл, Лора А .; Карлсон, Дж. М.; Дойл, Джон (13 декабря 2005). «Лесные пожары, сложность и оптимизированная устойчивость» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (50): 17912–17917. DOI : 10.1073 / pnas.0508985102 . ISSN 0027-8424 . PMC 1312407 . PMID 16332964 .   

Ссылки [ править ]

  • Основы пожаротушения и операций пожарной охраны (пятое изд.). Международная ассоциация обучения пожарной службы . 2008 г.