Какая температура огня: Температура огня при горении древесины в костре

Содержание

температурный режим огня в зажигалке, влияющие факторы и классификация

Какова природа огняПламя — это явление, которое вызвано свечением газообразной раскалённой среды. В некоторых случаях оно содержит твёрдые диспергированные вещества и (или) плазму, в которых происходят превращения реагентов физико-химического характера. Именно они и приводят к саморазогреву, тепловыделению и свечению. В газообразной среде пламени содержатся заряженные частицы — радикалы и ионы. Это объясняет существование электропроводности пламени и его взаимодействие с электромагнитными полями. На таком принципе построены приборы, которые могут приглушить огонь, изменить его форму или оторвать его от горючих материалов при помощи электромагнитного излучения.

Виды пламени

Свечение огня делится на два вида:

  • несветящиеся;
  • светящиеся.

Почти каждое свечение видимо для человеческого глаза, но не каждое способно испускать нужное количество светового потока.

Свечение пламени обуславливается следующими факторами.

  1. Температурой.
  2. Плотностью и давлением газов, которые участвуют в реакции.
  3. Наличием твёрдого вещества.

Наиболее общая причина свечения — это присутствие в пламени твёрдого вещества.

Многие газы горят слабо светящимся или несветящимся пламенем. Из них наиболее распространены сероводород (пламя голубого цвета как при горении), аммиак (бледно-жёлтое), метан, окись углерода (пламя бледно-голубого цвета), водород. Пары летучих некоторых жидкостей горят едва светящимся пламенем (спирт и сероуглерод), а пламя ацетона и эфира становится немного коптящим из-за небольшого выделения углерода.

Температура пламени

Какова температура огняДля разных горючих паров и газов температура пламени неодинакова. А ещё неодинакова температура разных частей пламени, а область полного сгорания имеет более высокие показатели температуры.

Некоторое количество горючего вещества при сжигании выделяет определённое количество теплоты. Если строение вещества известно, то можно рассчитать объём и состав полученных продуктов горения. А если знать удельную теплоту этих веществ, то можно рассчитать ту максимальную температуру, которую достигнет пламя.

Стоит помнить о том, что если вещество горит в воздухе, то на каждый объём вступающего в реакцию кислорода приходится четыре объёма инертного азота. А так как в пламени присутствует азот, он нагревается теплотой, которая выделяется при реакции. Исходя из этого можно сделать вывод о том, что температура пламени будет состоять из температуры продуктов горения и азота.

Невозможно точно определить температуру, но можно это сделать приблизительно, так как удельная теплота изменяется с температурой.

Вот некоторые показатели по температуре открытого огня в разных материалах.

  1. Как определить температуру пламениГорение магния — 2200 градусов.
  2. Горение спирта не превышает температуры 900 градусов.
  3. Горение бензина — 1300−1400 градусов.
  4. Керосина — 800, а в среде чистого кислорода — 2000 градусов.
  5. Горение пропан-бутана может достигать температуры от 800 до 1970 градусов.
  6. При сгорании дерева температурный показатель колеблется от 800 до 1000 градусов, а воспламеняется оно при 300 градусах.
  7. Температурный параметр горения спички составляет 750−850 градусов.
  8. В горящей сигарете — от 700 до 800 градусов.
  9. Большинство твёрдых материалов воспламеняется при температурном показателе в 300 градусов.

Пламя свечи

Как разогревается пламя свечиПламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда. Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин. Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива. Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.

За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода. Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт. Но для полного сгорания топлива этого недостаточно. Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки. Они светятся из-за сильного нагревания. А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся. В самом верху наибольшая концентрация кислорода. Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают. Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.

Классификация пламени

Классифицируют свечение огня следующим образом.

  1. Классификация пламениПо восприятию визуальному: цветные, прозрачные, коптящие.
  2. По высоте: короткие и длинные.
  3. По скорости распространения: быстрые и медленные.
  4. По температурному показателю: высокотемпературные, низкотемпературные, холодные.
  5. По характеру перемещения среды реакционной: пульсирующие, турбулентные, ламинарные.
  6. По состоянию горючей среды: предварительно перемешанные и диффузионные.
  7. По излучению: бесцветные, окрашенные, светящиеся.
  8. По агрегатному состоянию горючих веществ: пламя аэродисперсных и твёрдых реагентов, жидких и газообразных.

В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны). Внутри конуса пламени существует:

  • зона тёмная, где нет горения из-за малого количества окислителя — 300−350 градусов;
  • зона светящаяся, где осуществляется термическое разложение горючего и оно сгорает частично — 500−800 градусов;
  • зона слегка светящаяся, где окончательно сгорают продукты разложения горючего и достигается максимальный температурный показатель в 900−1500 градусов.

Температура горенияТемпературный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества. Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде. Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.

По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.

Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается. В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:

  1. При горении детонационном — более 1000 метров в секунду.
  2. При взрывном — 300−1000.
  3. При дефлаграционном — до 100.

Пламя окислительное

Оно располагается в самой верхней части огня, которая имеет наибольший температурный показатель. В этой зоне горючие вещества почти полностью превращены в продукты горения. Здесь наблюдается недостаток топлива и избыток кислорода. Именно по этой причине вещества, которые помещены в эту зону, окисляются интенсивно.

Пламя восстановительное

Эта часть наиболее близка к центру или находится чуть ниже его. Здесь мало кислорода для горения и много топлива. Если в эту область внести вещество, в котором имеется кислород, то он отнимется у вещества.

Температура огня в зажигалке

Зажигалка — это устройство портативное, которое предназначено для получения огня. Она может быть бензиново или газовой, в зависимости от применяемого топлива. Ещё существуют зажигалки, в которых собственного топлива нет. Они предназначаются для поджига газовой плиты. Качественная турбозажигалка — это прибор относительно сложный. Температура огня в ней может достигать 1300 градусов.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем. Довольно редко можно встретить настольную зажигалку. Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены. Их дизайн разнообразен. Есть зажигалки каминные. Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки. Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту. Газ поджигает образующаяся электрическая дуга. Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

  1. Долговечность и простота конструкции.
  2. Быстрое и надёжное зажигание газа.

Определение температурыПервая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны. Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге. Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия. Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры. Огонь должен быть стабильным и ровным. Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов. Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились. Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета. Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций. Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны. Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал. В комплект турбозажигалок входит настольная подставка. Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения. Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид. Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи. Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

Как горит медь Медь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году. В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной. Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные. В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик. Сенсорные зажигалки карманного типа. В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Температура огня разных источников пламени

Температура огня заставляет в новом свете увидеть привычные вещи – вспыхнувшую белым спичку, голубое свечение горелки газовой печки на кухне, оранжево-красные язычки над пылающим деревом. Человек не обращает внимания на огонь, пока не обожжёт кончики пальцев. Или не спалит картошку на сковороде. Или не прожжёт подошву кроссовок, сохнущих над костром.

Когда первая боль, испуг и разочарование проходят, наступает время философских размышлений. О природе, цветовой гамме, температуре огня.

температура огня

Горит, как спичка

Кратко о строении спички. Она состоит из палочки и головки. Палочки изготавливают из дерева, картона и хлопчатобумажного жгута, пропитанного парафином. Дерево выбирают мягких пород – тополь, сосну, осину. Сырьё для палочек называют спичечной соломкой. Чтобы избежать тления соломки, палочки пропитывают фосфорной кислотой. Российские заводы мастерят соломку из осины.

Головка спички проста по форме, но сложна по химическому составу. Темно-коричневая голова спички содержит семь компонентов: окислители — бертолетова соль и дихромат калия; стекляннюу пыль, сурик свинцовый, серу, костный клей, цинковые белила.

температура огня спичкиГоловка спички при трении воспламеняется, нагреваясь до полутора тысяч градусов. Порог воспламенения, в градусах Цельсия:

  • тополь – 468;
  • осина – 612;
  • сосна – 624.

Температура огня спички равна температуре возгорания древесины. Поэтому белая вспышка серной головки сменяется желто-оранжевым язычком спички.

Если пристально разглядывать горящую спичку, то взгляду предстают три зоны пламени. Нижняя – холодная голубая. Средняя в полтора раза теплее. Верхняя – горячая зона.

Огненный художник

При слове «костёр» вспыхивают не менее ярко ностальгические воспоминания: дым костра, создающий доверительную обстановку; красные и желтые огни, летящие к ультрамариновому небу; переливы язычков с голубого до рубиново–красного цвета; багровые остывающие угли, в которых печётся «пионерская» картошка.

Изменяющийся колер пылающего дерева сообщает о колебаниях температуры огня в костре. Тление дерева (потемнение) начинается со 150°. Возгорание (задымление) происходит в интервале 250-300°. При одинаковом поступлении кислорода породы деревьев горят при несовпадающих температурах. Соответственно, градус костра тоже будет отличаться. Берёза горит при 800 градусах, ольха – при 522°, а ясень и бук – при 1040°.

температура огня в костреНо цвет огня также определяется химическим составом горящего вещества. Желтый и оранжевый цвет огню вносят соли натрия. Химический состав целлюлозы содержит и соли натрия, и соли калия, придающие пылающим углям дерева красный оттенок. Романтические голубые огоньки в древесном костре возникают из-за недостатка кислорода, когда вместо СО2 образуется СО – угарный газ.

Энтузиасты научных опытов измеряют температуру огня в костре прибором под названием пирометр. Изготовляют три типа пирометров: оптические, радиационные, спектральные. Это бесконтактные приборы, разрешающие оценивать мощность теплового излучения.

Изучаем огонь на собственной кухне

Кухонные газовые плиты работают на двух видах топлива:

  1. Магистральный природный газ метан.
  2. Пропан–бутановая сжиженная смесь из баллонов и газгольдеров.

Химический состав топлива определяет температуру огня газовой плиты. Метан, сгорая, образует огонь мощностью 900 градусов в верхней точке.

Сжигание сжиженной смеси даёт жар до 1950°.

Внимательный наблюдатель отметит неравномерность раскраски язычков горелки газовой плиты. Внутри огненного факела происходит деление на три зоны:

  • Тёмный участок, расположенный возле конфорки: здесь нет горения из-за недостатка кислорода, а температура зоны равна 350°.
  • Яркий участок, лежащий в центре факела: горящий газ разогревается до 700°, но топливо сгорает не до конца из-за недостатка окислителя.
  • Полупрозрачный верхний участок: достигает температуры 900°, и сгорание газа полноценное.

Цифры температурных зон огневого факела приведены для метана.

Правила безопасности при огневых мероприятиях

Разжигая спички, камин, газовую плиту, позаботьтесь о вентиляции помещения. Обеспечьте приток кислорода к топливу.

Не пытайтесь самостоятельно ремонтировать газовое оборудование. Газ не терпит дилетантов.

температура огня газовой плитыХозяйки отмечают, что горелки светятся голубым цветом, но иногда огонь становится оранжевым. Это не глобальное изменение температуры. Изменение цвета связано с изменением состава топлива. Чистый метан горит без цвета и без запаха. В целях безопасности в бытовой газ добавляют серу, которая при сгорании окрашивает газ в голубые оттенки и сообщает продуктам сгорания характерный запах.

Появление оранжевых и желтых оттенков в огне конфорки сообщает о необходимости профилактических манипуляций с плитой. Мастера прочистят оборудование, удалят пыль и сажу, горение которых и изменяет привычный цвет огня.

Иногда огонь в горелке становится красным. Это сигнал опасного содержания угарного газа в продуктах сгорания. Поступления кислорода к топливу настолько мало, что плита даже тухнет. Угарный газ без вкуса и запаха, и человек рядом с источником выделения вредного вещества заметит слишком поздно, что отравился. Поэтому красный цвет газа требует немедленного вызова мастеров для профилактики и наладки оборудования.

определение показателя, от чего зависит

Температура при пожаре в здании – показатель наиважнейший. На основе его определяют противопожарные действия, профилактические мероприятия и тактические действия пожарных подразделений, а также добровольных дружин. Особенно большое значение имеет температура пожара внутри помещений. От этого параметра зависит:

  • скорость перемещения горячих газовых потоков от зоны к зоне внутри здания;
  • интенсивность теплопередачи от очага возгорания в соседние помещения, комнаты и в окружающую среду;
  • вероятность появления условий, при которых возможен взрыв.

Температура при пожаре в здании

Все три позиции представляют крайнюю опасность, которая может воздействовать на людей в процессе тушения пожара.

Необходимо обозначить, что температура внутри горящего здания неоднородна. Понятно, что чем ближе к очагу возгорания, тем жарче. То же самое относится к зонам, расположенным под потолком. Здесь играют свою роль простые законы физики, где нагретый воздух поднимается к верхним несущим конструкциям. Но для точного определения температуры горения при пожаре берут среднее значение. При этом учитывают и температурный показатель нагрева конструкций здания и материалов, из которых оно возведено. К примеру:

  • температура поверхностей ограничительных конструкций (стен, полов, потолков и прочих) расположенных в зоне пожара;
  • то же самое, только поверхностей, расположенных с противоположной стороны от огня.

Температура горения материалов

Строительные материалы делятся на несколько групп горючести. Нас интересует именно горючий класс, который и создает внутри здания температурный пожарный режим. Даем показатели, не при которых горят эти материалы, а при горении которых образуется температурная обстановка.

  1. Древесина в среднем 1000С.
  2. Бумага – 400С.
  3. Оргстекло – 1150С.
  4. Полимеры – 1100С.
  5. Каменный уголь – 1500С.
  6. Каучук – 1200С.
  7. Краски разного вида – 500С.
  8. Пропан – 2700С.
  9. Ацетилен – 3000С.

Как видите, к температуре пожара при горении различных веществ надо подходить с позиции именно горючести. К примеру, если горит склад с нефтепродуктами, то действия по тушению пламени огня совершенно отличаются от действия, когда гасят склад с деревянными изделиями, бумагой или картоном. А тем более, если горит предприятие, где производят пропан или ацетилен. Кстати, экстремальные ситуации на последних объектах чаще приводят к взрыву. Так что о температуре здесь можно говорить условно.

Горит склад с нефтепродуктамиГорит склад с нефтепродуктами

Твердые материалы

Но необходимо обозначить, что температура огня при пожаре, когда горят твердые материалы, имеет одинаковую зависимость от продолжения процесса, а точнее от продолжительности горения этих материалов. То есть характер горения у них практически одинаковый. И проходит он по одному сценарию:

  • в начале температура резко поднимается;
  • при выгорании материалов она падает и сходит на нет.

Понятно, что при разной пожарной нагрузке продолжительность горения разная. К примеру, древесина горит дольше, чем бумага. Соответственно и температура пожара в помещении от этого будет разной, да и спад горения будет происходить медленнее. Но характер протекания пожарного процесса остается в двух случаях одинаковым. Правда, надо добавить, что в замкнутых внутренних помещениях, когда кислород внутрь поступает в ограниченном количестве, увеличение температурного режима происходит значительно медленнее.

График развития реального пожараГрафик развития реального пожара

Жидкие материалы

Если говорим о температурном режиме при горении жидкостей, то необходимо учитывать тот факт, что они располагаются в каких-то емкостях. Поэтому пожар горючих жидкостей носит локальный характер. И здесь учитывается пропорция соотношения общей горящей площади к площади возгорания жидкостей. К примеру, если такое соотношение равно «1», то температура в очагах пожара равна 1100С. Если данный показатель меньше единицы, то и температура будет ниже.

Не забываем, что часто во время пожара одновременно горят и твердые, и жидкие горючие материалы. Какая температура при пожаре в этом случае учитывается. Все зависит от того, какого типа материал больше всего горит. Если горит в общем объеме больше твердых веществ, то температуру горения принимают из расчета твердых материалов. То же самое с жидкостями.

Горят жидкие материалыГорят жидкие материалы

Пожар в доме

Частные дома горят часто. Температурный режим их горения зависит от того, из каких материалов эти строения были возведены. Но относиться к температуре при пожаре дома надо с позиции вида возгорания. То есть пожар имеет открытую форму горения или закрытую.

В первом случае это самый опасный вариант. Свежий воздух поддерживает горение, поэтому интенсивность сгорания стройматериалов на самом высоком уровне. При таких пожарах плавится металл, как будто это воск. При закрытых пожарах доступ кислорода в зону возгорания ограничен, а значит, и интенсивность горения понижена. Это дает возможность более тщательно изучить пожарную обстановку.

Но в закрытых пожарах присутствует один негативный момент. Тепло, образуемое внутри помещений, становится причиной внезапных конвективных потоков раскаленных газов. Это случается в тех случаях, когда пожарные заходят внутрь горящего объекта, или какая-то из противопожарных перегородок потеряла герметичность. Происходит изменение газообмена. Это самое страшное, что может произойти.

При этом учитывается влажность внутри помещений. К примеру, в зоне с сухим наполнением (здесь имеется в виду газы, дым и прочее) человек может продержаться минут 10-15. Это при температуре +50-60С. Если влажность увеличена, то одной минуты будет достаточно, что привести к непоправимым последствиям.

Горит частный домГорит частный дом

Заключение по теме

Температурный режим внутри пожара – показатель важный. Его учитывают пожарники, входящие в зону горения. Его учитывают спасатели, которые ищут пострадавших внутри помещений. При высоких температурах шанс остаться живым минимален.

Стадии пожара. Время, температура и распространение огня — Студопедия

Пожар: I фаза(не более 10 мин.) – начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1–3 мин.) и рост зоны горения (5–6 мин.). В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным выделением дыма, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200 °С (увеличение среднеобъемной температуры в помещении 15 °С в 1 мин.). Приток воздуха в помещение сначала увеличивается, а затем медленно снижается. Очень важно в это время обеспечить изоляцию данного помещения от наружного воздуха и вызвать пожарные подразделения при первых признаках пожара (дым, пламя). Не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара. Если очаг пожара виден, обнаружен на этой стадии развития пожара, тогда существует возможность принять эффективные меры по тушению огня первичными средствами пожаротушения (огнетушители, песок, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) до прибытия пожарных подразделений.

Пожар: II фаза(30–40 мин.) – стадия объемного развития пожара.

В течение второй фазы происходит бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250–300 °С. Начинается объемное развитие пожара, когда пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а дистанционно, через воздушные разрывы. Из-за разрушения остекления (через 15–20 мин. от начала пожара) приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры – до 50 °С в 1 мин. температура внутри помещения повышается с 500–600 °С до 800–900 °С. Максимальная скорость выгорания – 10–12 мин. Стабилизация пожара происходит на 20–25 минуте от начала пожара и продолжается 20–30 мин.



Пожар: III фаза– затухающая стадия пожара

В течение третьей фазы происходит догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое время (иногда весьма продолжительное) пожар догорает и прекращается. Однако, несмотря на затухающую стадию, пожар все равно требует принятия мер по его ликвидации, иначе, под воздействием внезапного порыва ветра или обрушения конструкции, пожар может разгореться с новой силой и отрезать от путей эвакуации работников, потерявших ощущение опасности. Обычно, ликвидация пожара, прошедшего полную стадию объемного развития, требует тщательного пролива водой всех пораженных огнем площадей. При этом, для обнаружения горящих углей и очагов тления необходимо проводить частичную разборку конструкций, сдвигать с мест крупные обгоревшие предметы, а также проверять стены, полы и потолки на ощупь: они должны быть холодными.

Что такое огонь? — Science Learning Hub

Огонь — это видимый эффект процесса горения — особого типа химической реакции. Это происходит между кислородом в воздухе и каким-то топливом. Продукты химической реакции полностью отличаются от исходного материала.

Топливо должно быть нагрето до температуры воспламенения, чтобы произошло сгорание. Реакция будет продолжаться до тех пор, пока есть достаточно тепла, топлива и кислорода. Это известно как огненный треугольник.

Горение — это реакция топлива с кислородом с выделением тепловой энергии. Горение может быть медленным или быстрым в зависимости от количества доступного кислорода. Возгорание, в результате которого возникает пламя, происходит очень быстро и называется горением. Горение может происходить только между газами.

Химическая реакция в процессе горения

Топливо может быть твердым, жидким или газообразным. Во время химической реакции, приводящей к возгоранию, топливо нагревается до такой степени, что (если это уже не газ) оно выделяет газы со своей поверхности.

При горении могут вступать в реакцию только газы. Газы состоят из молекул (групп атомов). Когда эти газы достаточно горячие, молекулы в газах распадаются, и фрагменты молекул воссоединяются с кислородом из воздуха, чтобы образовать новые молекулы продукта — молекулы воды (H 2 O) и молекулы диоксида углерода (CO 2 ) — и другие продукты, если сжигание не завершено.

Тепло, выделяемое в результате реакции, поддерживает огонь. Тепло пламени удерживает оставшееся топливо при температуре воспламенения.Пламя воспламеняет выделяющиеся газы, и огонь распространяется. Пока есть достаточно топлива и кислорода, огонь продолжает гореть.

Топливо + кислород (из воздуха) = продукты сгорания (в основном CO 2 + H 2 O) + тепловая энергия.

Полное сгорание

При полном сгорании топливо производит только воду и углекислый газ (без дыма или других продуктов). Пламя обычно синее. Для этого должно быть достаточно кислорода, чтобы полностью соединиться с топливным газом.

Многие из нас используют метан (CH 4 ), широко известный как природный газ, дома для приготовления пищи. Когда газ нагревается (пламенем или искрой) и если в атмосфере достаточно кислорода, молекулы распадаются и полностью преобразуются в воду и углекислый газ.

CH 4 (г) + 2O 2 (г) + тепло CO 2 (г) + 2H 2 O (г) + тепло
метан + кислород + тепло диоксид углерода + вода + тепло

Неполное сгорание

Если во время химической реакции не хватает кислорода, происходит неполное сгорание и образуются такие продукты, как углерод (C) и монооксид углерода (CO), а также вода и диоксид углерода.При неполном сгорании выделяется меньше тепловой энергии, чем при полном сгорании.

При неполном сгорании горящее пламя обычно желтого или оранжевого цвета и присутствует дым.

.

Пожарная динамика | NIST

Динамика пожара

Fire Dynamics — это исследование того, как химия, пожарная наука, материаловедение и инженерные дисциплины, связанные с механикой жидкости и теплопередачей, взаимодействуют, чтобы влиять на поведение огня. Другими словами, Fire Dynamics — это исследование того, как возникают, распространяются и развиваются пожары. Но что такое пожар?

Определение огня

Пожар можно описать по-разному — вот несколько:

  • NFPA 921: « Процесс быстрого окисления, который представляет собой химическую реакцию, приводящую к выделению света и тепла различной интенсивности.»
  • Словарь Вебстера: «Пожар — это экзотермическая химическая реакция, при которой выделяется тепло и свет»

Огонь также может быть объяснен в терминах огненного тетраэдра — геометрического представления того, что требуется для существования огня, а именно: топливо , окислитель , тепло и свободная химическая реакция .

Измеритель огня

Тепловая энергия — это форма энергии, характеризующаяся вибрацией молекул и способная инициировать и поддерживать химические изменения и изменения состояния (NFPA 921).Другими словами, это энергия, необходимая для изменения температуры объекта — добавляется тепла, температура увеличивается; снимают тепло, температура понижается. Тепловая энергия измеряется в джоулях (Дж), однако ее также можно измерить в калориях (1 калория = 4,184 Дж) и BTU (1 BTU = 1055 Дж).

Температура — это мера степени молекулярной активности материала по сравнению с контрольной точкой. Температура измеряется в градусах Фаренгейта (точка плавления льда = 32 º F, точка кипения воды = 212 º F) или градусах Цельсия (температура плавления льда = 0 º C, точка кипения воды = 100 º C).

Температура

° С (° F)

Ответ

37,0 ° C (98,6 ° F)

Средняя нормальная температура полости рта / тела человека 1

38 ° С (101 ° F)

Типичная температура ядра тела работающего пожарного 2

43 ° С (109 ° F)

Внутренняя температура человеческого тела, которая может привести к смерти 3

44 ° C (111 ° F)

Температура кожи человека при ощущении боли 4

48 ° С (118 ° F)

Температура кожи человека, вызывающая ожог первой степени 4

54 ° C (130 ° F)

Горячая вода вызывает ожог при 30-секундном воздействии 5

55 ° С (131 ° F)

Температура кожи человека с образованием волдырей и ожогом второй степени 4

62 ° С (140 ° F)

Температура при онемении обожженной ткани человека 4

72 ° С (162 ° F)

Температура кожи человека, при которой ткань мгновенно разрушается 4

100 ° C (212 ° F)

Температура кипения воды с образованием пара 6

250 ° С (482 ° F)

Температура начала обугливания натурального хлопка

> 300 ° C (> 572 ° F)

Современные синтетические ткани для защитной одежды начинают обугливаться 7

≥400 ° C (≥752 ° F)

Температура газов в начале перекрытия помещения 8

≈1000 ° C (≈1832 ° F)

Температура внутри помещения при пробое 8

Каталожные номера:
1 Klinghoffer, Max, M.D., «Справочник неотложной помощи при сортировке», Technomic Publishing Company, Inc., Ланкастер, Пенсильвания, 1985.
2 Вегте, Джеймс Х., доктор философии, «Физиологическая реакция пожарных, носящих структурную и опасную защитную одежду», Вторая ежегодная конференция по защитной одежде, Университет Клемсона, май 1988 г.
3 Хак, Дженис, «Оценка теплового стресса, вызываемого защитной одеждой», Первая ежегодная конференция по защитной одежде, Университет Клемсона, май 1987 г.
4 Американское общество по испытаниям и материалам, ASTM C1055, Стандартное руководство для условий поверхности обогреваемых систем, вызывающих контактные ожоги, 4: 6, ASTM West Conshohocken, PA, 1997.
5 Байнум младший, Д. доктор, Петри, В. Дж. И др. Al .; Судебные иски о ожогах от ожога горячей водой — кто, что, когда, почему, где как; Ежегодное собрание ASPE; Индианаполис, Индиана, 25-28 октября 1998 г.
6 Шугар, Г.Дж., Шугар, Р.А., Лоуренс, Б., «Справочное руководство для техников-химиков», McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 1973.
7 Красный, Джон Ф., Селло, Стивен Б., «Волокна и текстиль, Справочник по противопожарной защите», 16-е издание, 1986. NFPA, стр. 5–27.
8 Фанг, Дж.Б. и Бриз, Дж. Н., «Развитие пожара в жилых подвальных помещениях», Национальное бюро стандартов (в настоящее время NIST), NBSIR 80-2120, Gaithersburg, MD, 1980.

Скорость тепловыделения (HRR) — это скорость, с которой огонь выделяет энергию — это также известно как мощность . HRR измеряется в ваттах (Вт), которые являются единицей Международной системы, равной одному Джоуля в секунду. В зависимости от величины пожара HRR также измеряется в киловаттах (равно 1000 ватт) или мегаваттах (равно 1000000 ватт).

Тепловой поток — коэффициент передачи тепловой энергии на единицу площади — кВт / м 2 .

Тепловой поток (кВт / м 2 )
Пример
1
Солнечный день
2.5
Типичное воздействие на пожарного
3-5
Боль в коже за секунды
20
Пороговый поток к полу при перекрытии
84
Испытание на тепловую защиту (NFPA 1971)
60–200
Пламя над поверхностью
Зависимость температурыСкорость тепловыделения

Одна свеча против десяти свечей — такая же температура пламени, но скорость тепловыделения в 10 раз выше!

HRR: ~ 80 Вт Температура:
500 ° С — 1400 ° С
(930–2500 жен.)
HRR: ~ 800 Вт

Теплообмен

Теплопередача является основным фактором возгорания, роста, распространения, угасания и тушения пожара.Важно отметить, что тепло всегда передается от более горячий объект к более холодный объект тепловая энергия, передаваемая объекту, увеличивает температуру объекта, а тепловая энергия, передаваемая от объекта, снижает температуру объекта.

ПРОВОДИМОСТЬ

Проводимость — теплопередача внутри твердых тел или между контактирующими твердыми телами.

Управляющее уравнение для теплопроводности:

Где T — температура (в Кельвинах), A — площадь воздействия (квадратные метры), L — глубина твердого тела (метры), а k — постоянная, уникальная для различных материалов. как теплопроводность и имеет единицы (Ватт / метр * Кельвин).

Теплопроводность обычных материалов

Медь = 387
Гипс = 0,48
Сталь = 45,8
Дуб = 0,17
Стекло = 0,76
Сосна = 0,14
Кирпич = 0.69
PPE = 0,034 — 0,136
Вода = 0,58
Воздух = 0,026

КОНВЕКЦИЯ

Конвекция — это передача тепла за счет движения жидкостей или газов.

Управляющее уравнение для теплопередачи за счет конвекции:

Где T — температура (в Кельвинах), A — площадь воздействия (в метрах в квадрате), а h — это постоянная, уникальная для различных материалов, известная как коэффициент конвективной теплопередачи , с ед. Вт / м 2 * К.Эти значения найдены опытным путем, или экспериментально. Для свободной конвекции значения обычно находятся в диапазоне от 5 до 25. Но для принудительной конвекции значения могут находиться в диапазоне от 10 до 500.

ИЗЛУЧЕНИЕ

Излучение — это передача тепла электромагнитными волнами.

Управляющее уравнение nist для передачи тепла излучением:

Где T — температура (в Кельвинах), A — площадь воздействия (в метрах в квадрате), α — коэффициент температуропроводности (мера того, насколько быстро материал адаптирует свою температуру к окружающей среде, в метрах в квадрате). в секунду), а ε — коэффициент излучения (мера способности поверхности материала излучать энергию).

Явления пожара

Развитие пожара является функцией многих факторов, включая: свойства топлива, количество топлива, вентиляцию (естественную или механическую), геометрию отсека (объем и высоту потолка), место возгорания и условия окружающей среды (температура, ветер и т. Д.) ).

Традиционное пожаротушение
Кривая развития традиционного пожара показывает историю пожара с ограничением количества топлива.Другими словами, рост огня не ограничивается недостатком кислорода. По мере того, как в огонь попадает все больше топлива, уровень энергии продолжает увеличиваться, пока все доступное топливо не сгорит (полностью не выработается). Затем по мере сжигания топлива уровень энергии начинает снижаться. Ключевым моментом является то, что кислород доступен для смешивания с нагретыми газами (топливом), чтобы обеспечить завершение огненного треугольника и производство энергии.

Fire Development Chart

Часы

Окна: традиционное развитие пожара при пожаре в купе

Mac: традиционное развитие пожара в пожарном отсеке

Поведение при пожаре в строении
Кривая «Поведение при пожаре в конструкции» демонстрирует историю пожара с ограничением вентиляции во времени.В этом случае пожар начинается в здании с закрытыми дверями и окнами. На ранней стадии развития пожара имеется достаточно кислорода для смешивания с нагретыми газами, что приводит к горению пламени. По мере того, как уровень кислорода в конструкции истощается, огонь гаснет, тепловыделение от огня уменьшается, и в результате температура снижается. Когда вентиляционное отверстие открывается, например, когда пожарная часть входит в дверь, поступает кислород. Кислород смешивается с нагретыми газами в конструкции, и уровень энергии начинает увеличиваться.Это изменение вентиляции может привести к быстрому увеличению возгорания, что потенциально может привести к возникновению пробоя (полностью развитый пожар в отсеке).

Часы

Windows: поведение при пожаре в здании (вентиляция ограничена)
Mac: поведение при пожаре в здании (вентиляция ограничена)

Flashover — переходная фаза в развитии локализованного пожара, при котором поверхности, подверженные тепловому излучению от дымовых газов с температурой более 600 ° C, достигают температуры возгорания более или менее одновременно, и огонь распространяется быстро. через пространство.Это наиболее опасная стадия развития пожара.

Видео:

Пожарный перекрытие отсека

Сборник пробоев

Отчетов:

Явления обратной тяги

Смертельные тренировочные пожары

.

Какого цвета огонь?

Вы любите s’mores? А кто нет, правда? Все эти зефирные, шоколадные и крекеры смешались воедино. Мы сейчас проголодаемся, просто думая о них!

Конечно, одна из наших любимых частей при приготовлении зефира — это жарка зефира на открытом огне. Нам нравится смотреть, как пламя прыгает вверх и вниз, медленно поджаривая зефир до золотисто-коричневого цвета.

Легко увлечься мерцанием пламени.Нам нравится видеть, как они ярко горят разного цвета. Хотя большая часть пламени колеблется между оттенками оранжевого и желтого, мы также время от времени мелькаем и другие цвета, включая красный, белый и синий. Так что же заставляет пламя гореть разными цветами?

Ученые определяют горение (то, что мы называем горением) как реакцию между топливом, например природным газом, маслом или древесиной, с окислителем, например кислородом. Горение создает и тепло, и свет.Мы легко чувствуем тепло от горения и видим излучаемый свет в виде пламени.

Пламя принимает разные цвета по разным причинам. Двумя наиболее важными факторами являются температура и химический состав топлива. Давайте сначала посмотрим, как температура влияет на цвет пламени.

Ученые выяснили, что красное пламя соответствует температуре от 980º F до 1800º F. Пламя становится оранжевым, когда температура достигает 2 000º F — 2200º F.Когда температура приближается к 2400–2700 ° F, пламя становится белым.

Вы можете убедиться в этих различиях, наблюдая за пламенем свечи или горящим деревом. Часть пламени, ближайшая к свече или дереву, обычно будет белой, так как температура обычно самая высокая около источника топлива. Чем дальше от источника топлива достигает пламя, тем ниже температура, в результате чего основная часть пламени часто становится оранжевой, а острие — красным.

Есть еще один цвет, который вы, возможно, видели постоянно в пламени: синий.Например, если у вас дома есть газовая плита или вы когда-либо видели, как она работает, вы знаете, что пламя природного газа в основном синее. Точно так же часть пламени, ближайшая к свече или куску дерева, также может иметь синий смешанный с белым.

Синий цвет указывает на температуру даже выше, чем белый. Голубое пламя обычно появляется при температуре от 2600ºF до 3000ºF. Голубое пламя содержит больше кислорода и становится горячее, потому что газы горят сильнее, чем органические материалы, такие как дерево.Когда природный газ воспламеняется в горелке печи, газы быстро сгорают при очень высокой температуре, образуя в основном голубое пламя.

Хотя различия в температуре определяют большинство цветов, видимых в пламени, химический состав топлива также может иметь значение. Например, обычное ископаемое топливо, такое как природный газ и нефть, состоит в основном из углеводородных соединений, которые излучают свет в синем спектре.

Если присутствуют другие химические элементы, они могут излучать свет своей собственной уникальной длины волны при горении.Например, элемент литий будет производить розовое пламя, а элемент вольфрам — зеленое пламя.

.

% PDF-1.4
%
1245 0 объект
>
endobj
xref
1245 95
0000000016 00000 н.
0000002274 00000 н.
0000002511 00000 н.
0000002669 00000 н.
0000002727 00000 н.
0000004137 00000 н.
0000004593 00000 н.
0000004680 00000 н.
0000004843 00000 н.
0000004901 00000 н.
0000005000 00000 н.
0000005098 00000 н.
0000005155 00000 н.
0000005312 00000 н.
0000005369 00000 н.
0000005480 00000 н.
0000005578 00000 н.
0000005749 00000 н.
0000005806 00000 н.
0000005966 00000 н.
0000006122 00000 н.
0000006240 00000 н.
0000006297 00000 н.
0000006472 00000 н.
0000006529 00000 н.
0000006637 00000 н.
0000006762 00000 н.
0000006819 00000 н.
0000006876 00000 н.
0000006933 00000 п.
0000007036 00000 н.
0000007186 00000 н.
0000007243 00000 н.
0000007375 00000 н.
0000007432 00000 н.
0000007585 00000 н.
0000007642 00000 н.
0000007768 00000 н.
0000007825 00000 н.
0000008017 00000 н.
0000008074 00000 н.
0000008208 00000 н.
0000008265 00000 н.
0000008322 00000 н.
0000008380 00000 н.
0000008498 00000 п.
0000008620 00000 н.
0000008676 00000 н.
0000008808 00000 н.
0000008864 00000 н.
0000008922 00000 н.
0000008979 00000 н.
0000009036 00000 н.
0000009094 00000 н.
0000009687 00000 н.
0000010028 00000 п.
0000010063 00000 п.
0000010648 00000 п.
0000011102 00000 п.
0000011200 00000 п.
0000011668 00000 п.
0000011800 00000 п.
0000012445 00000 п.
0000013083 00000 п.
0000013181 00000 п.
0000013216 00000 п.
0000013343 00000 п.
0000013678 00000 п.
0000013709 00000 п.
0000013752 00000 п.
0000013805 00000 п.
0000016515 00000 п.
0000016560 00000 п.
0000017296 00000 п.
0000017819 00000 п.
0000018424 00000 п.
0000018522 00000 п.
0000018546 00000 п.
0000018849 00000 п.
0000018965 00000 п.
0000019042 00000 п.
0000019065 00000 п.
0000029455 00000 п.
0000029516 00000 п.
0000029596 00000 п.
0000029619 00000 п.
0000029827 00000 н.
0000029850 00000 п.
0000029873 00000 п.
0000038934 00000 п.
0000038957 00000 п.
0000041637 00000 п.
0000045627 00000 п.
0000002879 00000 п.
0000004113 00000 п.
трейлер
]
>>
startxref
0
%% EOF

1246 0 объект
>
/ Контуры 1251 0 R
/ PageMode / UseOutlines
/ OpenAction 1248 0 R
>>
endobj
1247 0 объект
Dp + wiӞ 34 \ r)
/ У (

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.