Advertisement
1 / 188

TEORIJA GORENJA I GAŠENJA PowerPoint PPT Presentation


  • 3343 Views
  • Uploaded on 16-11-2011
  • Presentation posted in: General

ANATOMIJA POŽARA U GRAĐEVINAMA 1. predavanje:. TEORIJA GORENJA I GAŠENJA. Slobodan Kocijan, dipl.ing.teh. PROCES GORENJA PLAMEN IZGARANJE FLASHOVER BACKDRAUGHT BLEVE POŽARNE ZNAČAJKE. TEORIJA PROCESA GORENJA . Fizikalno – kemijske osnove gorenja. - PowerPoint PPT Presentation

Download Presentation

TEORIJA GORENJA I GAŠENJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Teorija gorenja i ga enja

ANATOMIJA POŽARA U GRAĐEVINAMA

1. predavanje:

TEORIJA GORENJA I GAŠENJA

Slobodan Kocijan, dipl.ing.teh.


Teorija procesa gorenja

PROCES GORENJA

PLAMEN

IZGARANJE

FLASHOVER

BACKDRAUGHT

BLEVE

POŽARNE ZNAČAJKE

TEORIJA PROCESA GORENJA


Fizikalno kemijske osnove gorenja

Fizikalno – kemijske osnove gorenja

G O R E Nj E= složeni fizikalno – kemijski proces gdje dolazi do reakcije oksidansa (kisika) s gorivom tvari uz postignutu temperaturu paljenja, pri čemu se oslobađaju velike količine topline produkata potpunog i nepotpunog sagorijevanja, uz pojavu:

  • plamena,

  • žara i

  • vidljive svjetlosti.


Vatra po ar

VATRA ≠ POŽAR

  • Često se poistovjećuju pojmovi “vatra” i “požar”, iako među njima postoji bitna razlika. Vjerojatno je tome razlog što se pod pojmom i “vatre” i “požara” podrazumijeva gorenje.

    • “vatra” podrazumijeva svako kontrolirano gorenje,

    • “požar"svako nekontrolirano gorenje u kojem su ugroženi ljudski životi i nastaje materijalna šteta.


Razvoj po ara

RAZVOJ POŽARA


Uvjeti gorenja

Osnovni uvjeti za nastanak gorenja i nesmetano izgaranje, odnosno za izbijanje i nastanak požara su istovremeno:

prisutnost dovoljne količine gorive tvari,

prisutnost dovoljne količine oksidansa (kisika),

djelovanje dovoljno jakog izvora energije i temperature paljenja,

slobodno odvijanje (ne zaustavljanje razvitka) lančanih reakcija u plamenu (za sve slučajeve paljenja i izgaranja gorive tvari u obliku plamena i plamena i žara).

UVJETI GORENJA


Uvjeti gorenja1

OKSIDANS

LANČANE REAKCIJE

GORIVA TVAR

TEMPERATURA PALJENJA

UVJETI GORENJA


Proces gorenja

PROCES GORENJA


Temperatura

TEMPERATURA

  • Temperatura nekog sustava izražava intenzivnost gibanja atoma i molekula koji se nalaze u tom sustavu.

  • Drugim riječima, ako je mirovanje atoma i molekula u nekom sustavu apsolutno, temperatura je nula. Tu temperaturu nazivamo apsolutnom ili termodinamičkom (T), za razliku od nule na Celsiusovoj skali (t) koja odgovara talištu leda, odnosno ledištu vode. Isto vrijedi i za 100°C što odgovara vrelištu vode pri 101325 PA.

  • T=0 K (kelvin)

  • t=-273,15°C

t = T – 273,15K


Toplina

TOPLINA

  • Toplina je oblik energije čiju veličinu (veću ili manju količinu topline) osjećamo čulima – dodirom; objektivno mjerilo o toplini dobiva se promatranjem i mjerenjem djelovanja zagrijanih tijela na druga tijela.

  • Prenošenje topline je uzrok širenje požara na okolne tvari i predmete.

  • Prijenos topline:

    • Kondukcija (vođenje)

    • Konvekcija (strujanje)

    • Radijacija (zračenje).


Vo enje kondukcija

VOĐENJE - KONDUKCIJA


Konvekcija strujanje

KONVEKCIJA -STRUJANJE


Zra enje

ZRAČENJE


Proces gorenja1

PROCES GORENJA

  • Goriva tvar i oksidans moraju biti zagrijani do određene temperature nekim izvorom paljenja:

    • plamenom,

    • iskrom,

    • vrućim predmetom,

    • toplinom kemijske reakcije ili

    • toplinom mehaničkog rada.

  • Postizavanjem određene temperature gorive tvari i oksidansa (ili u pojedinim njihovim dijelovima) pojavljuje se zona gorenja, tj. područje gdje nastaje reakcija – oslobađa se svjetlo i toplina.


Proces gorenja2

PROCES GORENJA

  • Za početak i nastavljanje procesa gorenja potrebno je da goriva tvar i oksidacijsko sredstvo budu u određenim minimalnim koncentracijama odnosno određenim međusobnim odnosima.

  • Tako pri gorenju u zraku koncentracija kisika ne smije biti niža od 16%.

  • Za neke tvari gorenje se može odvijati i pri nižim koncentracijama kisika.


Proces gorenja3

Toplina se može prenijeti u gorivo radijacijom, iskrama i plamenom. Od posebnog značaja za nastavak gorenja je intenzitet (udaljenost izvora topline od gorive tvari) i trajanje izvora paljenja;

Kisik je potreban za nastavak procesa gorenja, npr. za kemijske reakcije s gorivom. Mora ga biti u suvišku (npr. putem ventilacije) na mjestu gorenja;

PROCES GORENJA


Uvjeti gorenja2

UVJETI GORENJA

  • Uklanjanjem bilo kojeg od prikazanih uvjeta sprječava se nastanak gorenja.

  • Djelovanjem na bilo koji od prikazanih uvjeta dolazi do prestanka gorenja, tj. gašenja, a na tim principima se i temelji cjelokupan sustav zaštite od požara.


Uvjeti gorenja3

UVJETI GORENJA

  • U smislu prevencije nastanka požara prednost se daje uklanjanju ili smanjivanju prisutnosti gorive tvari iz prostora u kojima postoji opasnost od požara i eksplozija.

  • Ukoliko to nije moguće, iz takvih prostora se uklanjaju svi mogući potencijalni uzročnici paljenja.

  • U prostorima i tehnološkim procesima u kojima se ne može izbjeći prisutnost gorive tvari i izvora paljenja, eliminira se prisutnost kisika (oksidansa) hermetizacijom procesa i vođenjem pod vakuumom ili u atmosferi inertnih plinova.


Uvjeti gorenja4

UVJETI GORENJA

  • Specifični slučajevi koji zahtijevaju istovremenu prisutnost gorive tvari i izvora paljenja i oksidansa rješavaju se četvrtim uvjetom, tj. najčešće primjenom sredstava za gašenje antikatalitičkog djelovanja na gorenje.

  • Takvo djelovanje imaju:

    • haloni - halogenizirani ugljikovodici,

    • univerzalni prahovi i

    • neke vrste pjena.


Gorive tvari

TVARI

NEGORIVE

GORIVE

kvarc

vapno

polikarbonat

teflon

itd.

LAKOZAPALJIVE

TEŠKOZAPALJIVE

vuna

PVC

poliamidi

polibenzen- imidazol

itd

GORIVE TVARI

metan

benzen

drvo

ugljen

polistiren

magnezij

itd


Tvari

TVARI

  • N e g o r i v e t v a r isu one koje se ne mogu zapaliti pri normalnim uvjetima pripaljivanja (815,6° C u vremenu od 5 minuta), a mnoge ni kada su izložene djelovanju ekstremno povišene temperature (primjerice: beton, staklo, azbest, kamen).

  • G o r i v e t v a r i su one koje se pri normalnim (standardnim) uvjetima pripaljivanja mogu lakše ili teže zapaliti i dovesti do pojave požara ili u uvjetima požara potpomagati njegov nesmetani razvoj i širenje (zapaljivi plinovi, zapaljive tekućine, zapaljive krutine).


Gorive tvari1

La k o z a p a lj i v e t v a r i – su one tvari koje se pod normalnim uvjetima ili na određenoj povišenoj temperaturi pod utjecajem inicijalnog plamena zapale i gore (primjerice: neke zapaljive krute tvari, zapaljive tekućine ili zapaljivi plinovi).

T e š k o z a p a lj i v e t v a r i– koje se pod utjecajem inicijalnog plamena zapale, ali gore samo dok na njih izravno djeluje plamen (primjerice: sve vrste životinjskih vlakana, polimerne sintetičke tvari, inpreginrano drvo ili tekstil i dr.).

GORIVE TVARI


Gorive tvari2

GORIVE TVARI

  • Goriva tvar sama po sebi utječe na svoje gorenje na nekoliko načina.

  • Osnovni parametri koji značajno utječu na ponašanje gorive tvari u požaru uključuju:

    • mjesto gorenja u prostoriji,

    • građevinsku izvedbu prostorije,

    • oblik (forma, debljina, karakteristike površine, razmještaj, gustoću itd.) i konačno

    • fizikalno – kemijske karakteristike (plamište, temperatura zapaljenja, toplinska provodljivost, specifična toplina, toplina gorenja itd.)


Plamen

U redoslijedu dubljeg razumijevanja procesa gorenja, nije dovoljno usredotočiti se samo na makroskopske manifestacije, nego i na razmatranje mikroskopskog ili molekularnog područja gdje svojstva materijala predstavljaju značajnu ulogu.

Dok je požar vanjska manifestacija procesa nekontroliranog gorenja i zbog toga se ne može egzaktno definirati, plamen se može proučavati kao pojava kontroliranog gorenja i može se opisati.

PLAMEN


Plamen1

PLAMEN

  • U osnovi, postoje dva tipa plamena:

    • Predmiješani plamen u kojem je plin prije zapaljenja pomiješan sa zrakom (npr. Bunsen plamenik) i

    • difuzijski plamen – tako je nazvan jer kisik potreban za gorenje difuzijom ulazi u plinsku smjesu iz okolne atmosfere.


Teorija gorenja i ga enja

Najbolji primjer za

difuzijski plamen

je plamen svijeće.

Ilustracija gorenja svijeće


Plamen odr avanje reakcije izgaranja

Parafin se tali zbog isijavanja topline i diže se gore u fitilj pomoću kapilara i pirolizira se na površini fitilja gdje je temperatura između 600 - 800 °C.

Pirolitički plinovi migriraju dalje (povrh toga) i također zaostaju u unutarnjem dijelu plamena, plamena jezgra, ili obogaćuju vanjski plameni plašt

PLAMEN – Održavanje reakcije izgaranja


Plamen odr avanje reakcije izgaranja1

PLAMEN – Održavanje reakcije izgaranja

  • Reducirajuća atmosfera postoji u jezgri nesvijetlećeg plamena u kojoj postoji pomanjkanje kisika.

  • Dijelovi ugljikovodika nastali pirolizom migriraju u područje u kojoj temperatura dostiže 1000 °C.

  • Stvaraju se konjugirane dvostruke veze praćene ciklizacijom i aromatizacijom što dovodi do stvaranje čestica čađe.

  • Potonje sudjeluju u stvaranju svjetlosti i plamena.

  • One se istroše u zoni sjajnog plamena reakcijom s vodom i ugljkovim dioksidom stvarajući ugljikov monoksid.


Plamen odr avanje reakcije izgaranja2

PLAMEN – Održavanje reakcije izgaranja

  • Plinovi nastali pirolizom se odvode prema vani gdje dolaze u dodir s kisikom koji difuzijom prodire prema unutrašnjosti plamena.

  • U tom plaštu od plamena – reakcijskoj zoni, visoke energije, naročito kisika koji se sastoji od radikala, nastaju temperature od oko 1400 °C. To održava reakciju izgaranja.


Plamen odr avanje reakcije izgaranja3

PLAMEN – Održavanje reakcije izgaranja

  • Ako je proces neometen i odgovarajuće snabdijevan s kisikom on se održava, a konačni produkti gorenja svijeće su ugljikov dioksid i voda.

  • Procesi koji se javljaju kod gorenja plastike su u principu slični procesu u plamenu svijeće.


Izgaranje

Izgaranje je katalitička egzotermna reakcija koja se održava pomoću interno stvorenih slobodnih radikala uz pojavu svjetlosti i topline.

IZGARANJE


Izgaranje1

IZGARANJE

  • Radikali, kisik i toplinska energija potrebni za gorenje dovode se na mjesto izgaranja različitim transportnim mehanizmima:

    • Prijenosom mase:

      • Procesom strujanja kao što je vrtložna difuzija: masa se transportira u turbulentnoj struji.

      • Molekularna difuzija: masa se transportira izravno kroz koncentracijski gradijent.

      • Toplinska difuzija: masa se transportira izravno kroz temperaturni gradijent.

    • Prijenosom energije

      • Toplinskom vodljivošću: toplina se prenosi temperaturnim gradijentom.

      • Radijacijom: energija se prenosi radijacijom


Izgaranje2

Plamen je dio procesa izgaranja koji se javlja samo u plinskoj fazi. To predstavlja, katkad, samo jedan aspekt gorenja obzirom da postoje i drugi tipovi gorenja. Na primjer, u nekom sustavu reakcjske komponente su prisutne u plinskoj i krutoj fazi.

Ako je temperatura isparavanja krutine veća od njezine temperature gorenja, proces gorenja se direktno javlja na njezinoj površini.

Kod nižih temperatura u prisustvu viška kisika, javlja se usijani žar, to jest javlja se gorenje bez plamena.

Kod smanjenog dotoka kisika, javlja se tinjanje bez pojave plamena ili usijanog žara.

IZGARANJE


Primjer gorenje plastike polimera

1. faza: Proces izgaranja

Izgaranje plastike je proces koji se sastoji od mnogo koraka, a neki od njih još nisu istraženi. Zbog toga ne mogu biti opisani kvantitativno, ali se zato mogu opisati kvalitativno. Pojednostavljeni shematski prikaz opisuje različite fenomene koji se javljaju tijekom izgaranja plastike.

PRIMJER: Gorenje plastike (polimera)


Primjer gorenje plastike polimera1

PRIMJER: Gorenje plastike (polimera)


Primjer gorenje plastike polimera2

2. faza: Zagrijavanje

Kruta plastika se zagrijava pomoću povratnog djelovanja topline ili iz jednog vanjskog izvora topline (npr. radijacijom ili plamenom).

U toj početnoj fazi termoplastična masa ima tendenciju, na račun održanja dužine molekularnog lanca, omekšati ili se rastaliti i početi teći.

Termostabilne plastične mase imaju trodimenzionalne križno povezane molekularne strukture koje sprečavaju omekšavanje ili taljenje. Polimeri ne prelaze, kao takvi, u plinsku fazu ako se i nadalje dovodi energija, ali se raspadaju prije isparavanje.

PRIMJER: Gorenje plastike (polimera)


Primjer gorenje plastike polimera3

PRIMJER: Gorenje plastike (polimera)

  • 3. faza: Razlaganje

    • Razlaganje je endotermni proces u kojem se višak energije mora dovesti da se savlada velika energija veza između pojedinih atoma (između 200 i 400 kJ/mol) i da dođe do potrebne energije aktivacije.

    • Kao što se pojedine plastične mase razlikuju u svojoj strukturi, tako se i njihove temperature razlaganja razlikuju.

    • U većini slučaja pojava razlaganja se odvija preko lančanih reakcija slobodnih radikala, iniciranih tragovima kisika ili oksidirajućih nečistoća, kojima su onečišćene sve plastikama tijekom proizvodnje.


Uvjeti za proces izgaranja plastike

UVJETI ZA PROCES IZGARANJA PLASTIKE

  • Oksidacijsko razlaganje polimera često se odvija putem stvaranja hidroperoksidnih skupina koje se razlažu na jako reaktivne čestice kao što su H i OH radikali i na taj način dolazi do stvaranja razgranatog lanca. Ovi slobodni radikali su odgovorni za širenja plamena u procesu izgaranja.


Uvjeti za proces izgaranja plastike1

UVJETI ZA PROCES IZGARANJA PLASTIKE

  • Stvaranjem tako visoko energetskih radikala prikazano je niže navedenim kemijskim reakcijama (jednadžbama):

  • Start(poliolefin) RH→ R∙ + H∙ (1)

  • RastR∙ + O2 → ROO∙ (2)

  • ROO∙ + RH → ROOH + R∙ (3)

  • GrananjeROOH→ RO∙ + ∙OH (4)

  • Radikal R nastao u jednadžbi (1) reagira s kisikom i daje ROO∙ (2)., koji zajedno s ostalim poliolefinom stvara hidroperoksid (3).

  • U narednom koraku grananja hidroperoksid se razlaže dajući RO∙ i visoko reaktivne čestice ∙OH(4).


Uvjeti za proces izgaranja plastike2

UVJETI ZA PROCES IZGARANJA PLASTIKE

  • Paljenje

    • Zapaljivi plinovi nastali pirolizom pomiješani s atmosferskim kisikom, zagrijani na donju granicu zapaljenja mogu se zapaliti bilo:

      • vanjskim plamenom ili

      • ako su zagrijani na dovoljno visoku temperaturu samozapaljenja.


Uvjeti za proces izgaranja plastike3

UVJETI ZA PROCES IZGARANJA PLASTIKE

  • Paljenje ovisi o brojnim varijablama kao što su:

    • dostupnost kisika,

    • temperatura i

    • fizikalno kemijska svojstva polimera.

  • Reakcija gorivih plinova s kisikom je egzotermna uz oslobađanje suviška topline, što omogućava endotermne pirolitičke reakcije i početak širenja plamena.


Irenje plamena polimera

Egzotermne reakcije gorenja pojačane pirolizom polimera odnosno povratnim djelovanjem topline pojačavaju plamen. Reakcije ugljikovodika u plamenu mogu se prikazati slijedećim modelom:

Rast: CH4 + OH∙→ CH3∙ + H2O (1)

CH4 + H∙→ CH3∙ + H2 (2)

CH3∙ + O→ CH2O + H∙ (3)

CH2O + CH3∙ → CHO∙ + CH4 (4)

CH2O + H∙ → CHO∙ + H2 (5)

CH2O + OH∙→ CHO∙ + H2O (6)

CH2O + O→ CHO∙ + OH∙ (7)

CHO∙→ CO + H∙ (8)

CO + OH∙→ CO2 + H∙ (9)

Grananje:H∙ + O2→ OH∙ + O (10)

O + H2 → OH∙ + H (11)

Postupnim grananjem lanca stvaraju se pojedinačni se H i OH radikali s visokom energijom. Ovi radikali daju veliku brzinu plamenoj fronti.

ŠIRENJE PLAMENA POLIMERA


Jednad be izgaranja polimera

Kod kemijske jednadžbe izgaranja na lijevoj strani jednadžbe su reaktanti, a na desnoj strani su produkti.

Izgaranje može biti:

potpuno i

Pri potpunom izgaranju nastaju produkti izgaranja koji ne mogu dalje izgarati (CO2, H2O, HCl);

nepotpuno

pri nepotpunom izgaranju nastaju produkti izgaranja koji su sposobni i dalje gorjeti (CO, H2S, HCN, NH3, aldehidi i sl.)

JEDNADŽBE IZGARANJA POLIMERA


Jednad be izgaranja polimera1

JEDNADŽBE IZGARANJA POLIMERA

  • U uvjetima požara pri gorenju organskih gorivih tvari najčešće se odvija nepotpuno izgaranje.

  • Kao vanjski znak nepotpunog izgaranja je pojava dima koji sadrži neizgorjele čestice ugljika


Teorija gorenja i ga enja

  • Zapaljivi plinovi u smjesi sa zrakom mogu gorjeti samo ako su koncentracije plina u smjesi sa zrakom, odnosno kisikom ili nekim drugim oksidansom u točno određenom omjeru. Na primjer gorenje metana u zraku kao oksidansu:

    CH4 + 2O2 + 2∙3,76 N2 → CO2 + 2H2O + 7,52 N2

    22,4 + 44,8 + 168,5 22,4 + 44,8 + 168,5

  • Iz jednadžbe se vidi da je za potpuno gorenje 1 mola (22,4 L) metana potrebno 2 mola (44,8 L) kisika, odnosno 213,3 L zraka (44,8 + 168,5 = 213,3 jer zrak sadržava 21% kisika i 79% dušika odnosno na 1 vol. dio kisika dolazi 79/21 = 3,76 vol. dijelova dušika).


Teorija gorenja i ga enja

  • Iz reakcije koja se odvija prema gornjoj jednadžbi može se zaključiti da je volumni udio metana u početnoj smjesi (22,4 + 213,3 = 235,7 L) jednak

  • Prema tome može se zaključiti da će zapaljiva smjesa, koja sadrži 9,5 vol. % metana u zraku pri paljenju potpuno izreagirati i da neće biti ni jedne reagirajuće komponente u višku. Ovakva smjesa koja sadrži upravo toliko zapaljivog plina i kisika (iz zraka) da nastaje potpuno izgaranja, naziva se stehiometrijska smjesa.


Volumen produkata izgaranja

Gorenje čistih kemijskih tvari

Vpi – volumen vlažnih produkata izgaranja m³/kg

m – broj kmola produkta izgaranja te broj kmola gorive tvari prema jednadžbi

izgaranja

M – molekularna masa gorive tvari

1 mol = 22,4 litre

1kmol = 22,4 m³

Za jedinicu m³/m³ (m³ dima po m³ plina)

VOLUMEN PRODUKATA IZGARANJA


Teorija gorenja i ga enja

Izgaranje toluena (M=92):

C7H8 + 9O2 + 9∙3,76 N2 → 7CO2 + 4H2O + 33,84 N2

(7+4+33,8) ● 22,4

Vpi = ------------------------ = 10,92 m3/kg

1 ● 92


Teoretski utro ak zraka pri izgaranju

Proces izgaranja je egzotermni proces pri čijem odvijanju se oslobađa toplina koja nastaje kao rezultat spajanja gorive tvari s kisikom. U proces gorenja zajedno s kisikom ulazi i dušik. Količina dušika ovisi o njegovom prisustvu u zraku.

Volumen zraka Vzr = nO2 + n•3,76N2 n = mol

PLIN:

n – broj molova kisika

m – broj molova goriva

M – molna masa goriva

TEORETSKI UTROŠAK ZRAKA PRI IZGARANJU


Teoretski utro ak zraka pri izgaranju1

TEORETSKI UTROŠAK ZRAKA PRI IZGARANJU

KRUTINA I TEKUĆINA:

Ili kraće

Proračun količine zraka potrebnog za izgaranje C2H5OH.

C2H5OH+ 3O2 + 3•3,76 N2 → 2CO2 + 3H2O + 11,28 N2


Kalori na mo tvari toplina izgaranja

Kemijske reakcije protječu dovođenjem ili oslobađanjem energije u obliku topline.

Toplina je oblik energije, a jedinica za količinu topline je džul (Joul) J ili vatsekunda (Ws) (1 J = 0,2388 cal ili 0,000238 kcal; 1 kcal = 4186,8 J)

Temperatura je stupanj zagrijanosti tijela, a predstavlja kretanje čestica – molekula i atoma u njima i izražava se u stupnjevima Celzija ili u Kelvinima.

KALORIČNA MOĆ TVARI – TOPLINA IZGARANJA


Kalori na mo tvari toplina izgaranja1

KALORIČNA MOĆ TVARI – TOPLINA IZGARANJA

  • Reakcije za čije je odvijanje potrebno dovođenje topline, nazivaju se endotermnim reakcijama.

    • Pri endotermnim reakcijama zagrijavanje komponenata reakcije je potrebno ne samo za početak reakcije nego i u tijeku vremena njezina odvijanja. Bez vanjskog dovođenje topline, endotermna reakcija se prekida.

  • Reakcije u čijem se tijeku oslobađa toplina, nazivaju se egzotermnim.

    • Sve reakcije gorenja spadaju u grupu egzotermnih reakcija. Uslijed toga što se reakcijom oslobodi toplina, ona je sposobna, počevši u jednoj točki, proširiti se na sve reakcijske komponente.

  • Količina topline koja se oslobodi pri potpunom izgaranju i koja se odnosi na jedan mol, jedinicu mase (kg ili g) ili jedinicu volumena (m3) gorive tvari, naziva se toplinom izgaranja ili kalorična moć.


Kalori na mo tvari toplina izgaranja2

KALORIČNA MOĆ TVARI – TOPLINA IZGARANJA

  • Toplina izgaranja ili kalorična moć materijala vrlo je važan parametar jer se na temelju njega vrši proračun požarnog opterećenja o određenoj građevini odnosno u određenom požarnom sektoru.

  • Toplina izgaranja je ukupna količina topline koja se može osloboditi gorenjem neke tvari.


Kalori na mo

Razlikujemo:

gornja kalorična moć

je ukupna količina topline koja se oslobađa pri potpunom izgaranju 1 kg (1 m³) neke gorive tvari pri uvjetima da se prisutni vodik u izgaranju pretvara u vodu koja ostaje u tekućem agregatnom stanju.

donja kalorična moć.

(realna) je ukupna količina topline koja se stvara pri potpunom izgaranju 1 kg (1m³) neke gorive tvari pri uvjetima da je voda koja nastaje u plinovitom stanju.

1 kg C → 8100 kcal • 4,18 = 33858 kJ

1 kg H → 30000 kcal • 4,18 = 125400 kJ

1 kg S → 2600 kcal • 4,18 = 10868 kJ

1 kg O → 2600 kcal • 4,18 = 10868 kJ troši toliko topline!

KALORIČNA MOĆ


Kalori na mo1

KALORIČNA MOĆ

  • Za tvari za koje ne postoje podaci u tablicama toplina izgaranja se može izračunati po formuli za izračunavanje kalorične moći:

    • Donja kalorična moć

      Qd = 339,4 • [C] + 1257 • [H] – 108,9 ([O] – [S]) – 25,1•(9[H] + W) kJ/kg

      Ako ima klora dodaje se kisik

      [C]- postotno učešće ugljika npr. 82%

      [H]- postotno učešće vodika npr. 18%

      [O]- postotno učešće kisika npr. 2%

      [S]- postotno učešće sumpora npr. 1,8%

      W – postotno učešće vlage


Razvoj po ara1

RAZVOJ POŽARA


Razvoj po ara2

RAZVOJ POŽARA


Razvoj po ara3

PORAST

TEMP.

SVJETLOST

PLINOVITI

SASTOJCI

TEKUĆI

SASTOJCI

KRUTI SASTOJCI

TOPLINA

DIM

TERMIČKA

RAZGRADNJA

KEMIJSKE

REAKCIJE

POŽAR

(gorive tvari)

RAZVOJ POŽARA


Flashover

Nagli napredak požara

Termin "flashower " bi se mogao definirati na sljedeći način:

"U požarnom sektoru požar može ući u fazu u kojoj ukupna toplinska energija od radijacijenastala u požaru, vrući plinovi i vruće stjenke požarnog sektora uzrokuju nastanak zapaljivih produkata pirolizi izloženih površina unutar sektora.

Uz postojeći izvor paljenja, situacija će rezultirati iznenadnim i naglim prijelazom rastućeg požara u potpuno razvijeni požar".

FLASHOVER


Flashover1

FLASHOVER

  • Ta definicija u osnovi znači: kako se požar u sektoru razvija, tako se nastali požarni plinovi skupljaju pod stropom.

  • Temperatura u sektoru rast će zbog:

    • toplinskog zračenja nastalog samim gorenjem,

    • toplinskog zračenja nastalog unutar granica požarnog sektora (minimalna temperatura treba biti 600°C).


Flashover2

Dvije trećine nastale topline zračenjem bit će zadržano i usmjereno od stropa (neutralne površine) prema dolje, uz povećan nastanak požarnih plinova kao rezultat pirolize. Tada nastaje kritičan trenutak kada se sav gorivi materijal i svi plinovi nastali pirolizom odjednom upale. Upravo taj opisani trenutak nazivamo flashoverom.

Dogodi li se da je dotok zraka u požarni sektor prevelik, prostor se hladi i ne može doseći potrebnih 600°C. Isto vrijedi i za slučaj kad u sektor ne dotiče dovoljno zraka, intenzitet gorenja će biti nizak te zbog toga temperatura opada.

FLASHOVER


Flashover3

FLASHOVER

  • Znaci nastupajućeg flashovera:

    • vruć, dinamičan i taman dim koji izlazi iz prostorije i proplamsavanje u visini stropa (plameni jezičci u dimu),

    • povećana stopa pirolize,

    • upadljivo nagli porast temperature, kojeg vatrogasci mogu osjetiti i preko zaštitne odjeće.


Flashover4

Flashover se može spriječiti:

odimljavanjem

a zatim ubacivanjem vode na žarište požara.

Odimljavanje je poželjno izvesti neposredno iznad žarišta požara kako bi se na taj način onemogućilo širenje dima prostorom.

FLASHOVER


Flashover5

FLASHOVER

  • Drugi način sprječavanja jest:

    • primjena ubacivanja vode na mjesto požara ili

    • usmjeravanjem vodene magle izravno u vruće požarne plinove.

      • Sitne kapljice vode će ishlapiti u vrućim požarnim plinovima, ohladiti će ih na temperaturu nižu od njihove temperature paljenja i razrijediti će njihovu zapaljivu smjesu.


Backdraught

Iznenadno sagorijevanje, koje se kreće poput vala kroz prostor prema van.

Ograničena ventilacija može rezultirati značajnijom koncentracijom smjese produkata djelomičnog izgaranja i nesagorjelih produkata pirolize.

Pri prodoru novih količina svježeg zraka, kada se tijekom akcije gašenja požara uđe u požarni sektor gdje se stvorila ova smjesa produkata, može doći do njenog iznenadnog sagorijevanja.

BACKDRAUGHT


Backdraught1

Backdraft

BACKDRAUGHT


Odgo eni backdraught

U slučaju tinjajućeg i u prostoru duboko pozicioniranog požara, ako su k tome vrata prema požaru otvorena, ulazak zraka u okolinu u kojoj manjka kisika mijenja eksplozivnu granicu od prezasićene mješavine plinova ka idealnoj mješavini, ne izazivajući backdraught.

Odgođeni backdraught se događa u slučaju kada se pougljenjeni sloj tinjajućeg požara uskomeša, ili ga se vatrogasnom cijevi razgrne, i u slučajevima kada se pomakne nagorjelo pokućstvo i time otkrije izvor paljenja.

Odgođeni backdraught


Backdraught2

BACKDRAUGHT


Piroliza drva

Suha destilacija drva zvana također pougljenjivanje drva je kemijski proces u kojem se drvo bez pristupa zraka podvrgava pirogenoj reakciji, tj. reakciji razgradnje na visokoj temperaturi. Pri tom niz kemijskih spojeva izlazi u plinovitom i parovitom stanju, a u čvrstom stanju zaostaje drveni ugljen.

Pirolizom 100 kg drva s oko 20% vlage nastaje:

~ 29 kg drvenog ugljena,

~ 45 kg sirovog drvenog octa (bez katrana) i

~ 18 kg plina.

Sirovi drveni ocat pored vode sadrži:

10% niskomolekularnih hlapljivih masnih kiselina,

3% drvenog špirit i

7% otopljenih katranskih ulja .

PIROLIZA DRVA


Piroliza drva1

PIROLIZA DRVA

  • Niskomolekularne hlapljive masne kiseline sastoje se:

    • od octene kiseline,

    • mravlje kiseline i

    • viših homologa octene kiseline (maslačna, propionska, krotonska kiselina i dr.)

  • Drveni špirit sastoji se od:

    • acetaldehida,

    • acetona,

    • metilaceteta,

    • alil i propil alkohola,

    • metilalkohola,

    • raznih aldehida i ketona.

      .


Piroliza drva2

PIROLIZA DRVA

  • Pirolizom drva na ~ 400°C nastaje:

  • ~ 20% plinova, ili

  • 12,5 m3/kg drva.

  • Kemijski sastav (po volumenu) je ovaj:

    • CO 34%,

    • H2 2%,

    • CH4 10%,

    • C2H4 2%,

    • CO2 50%.

  • Toplina sagorjevanja 2130 kcal/kg.


Bleve

Eksplozija ekspandirajućih para kipuće tekućine (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion ili BLEVE) javlja se kada dođe do požara spremnika s ukapljenim naftnim plinom.

BLEVE se može pojaviti kada plamen pregrijava i oslabi stjenke spremnika, naročito u dijelu iznad uskladištene tekućine gdje je hlađenje manje učinkovito. U jednom momentu oslabljeni spremnik ne može izdržati unutarnji tlak i spremnik eksplodira, stvarajući fragmente koji se razlijeću na razne strane.

BLEVE


Po arne zna ajke

POŽARNE ZNAČAJKE


Po arne zna ajke1

POŽARNE ZNAČAJKE

  • POŽARNO OPTEREĆENJE

  • TEMPERATURA IZGARANJA

  • VRIJEME TRAJANJA POŽARA

  • DIM

  • EKSPLOZIJA

  • SAMOZAPALJENJE


Po arno optere enje

Ukupno požarno opterećenje je ukupna količina topline koja može nastati u nekom požarnom sektoru.

Specifično požarno opterećenje je količina topline koja se odnosi na 1 m² površine tog požarnog sektora.

Podjela specifičnog požarnog opterećenja:

Nisko požarno opterećenje do 1 GJ/m²,

Srednje požarno opterećenje od 1 do 2 GJ/m²,

Visoko požarno opterećenje iznad 2 GJ/m².

Prema vrsti gorivog materijala požarno opterećenje se dijeli na:

Mobilno požarno opterećenje,

Imobilno požarno opterećenje.

POŽARNO OPTEREĆENJE


Temperatura izgaranja

Imamo više vrsta izgaranja i to:

Difuzno ono gorenje čija brzina gorenja ovisi o brzini difuzije zraka u zonu gorenja

Kinetičko je ono izgaranja čija brzina ovisi o toplinskim efektima te reakcije (tvar je prije reakcije pomiješana sa zrakom → eksplozija).

TEMPERATURA IZGARANJA


Temperatura po ara i vrijeme njegovog trajanja

TEMPERATURA POŽARA I VRIJEME NJEGOVOG TRAJANJA

Za difuzno izgaranje koristi se STANDARDNA TEMEPRATURNA KRIVULJA

STK prikazuje porast temperature u odnosu na vrijeme trajanja požara:

t (°C) = 345 log(8τ + 1)] τ – vrijeme u minutama

Nacrtaj STK uz izračun temperature za slijedeća vremena trajanja požara:

5 min → 345 lg(8•5 + 1) = 556,41°C

10 min → 345 lg(8•10 + 1) = 658,43°C

30 min → 345 lg(8•30 + 1) = 821,80°C

60 min → 345 lg(8•60 + 1) = 925,34°C

120 min → 345 lg(8•120 + 1) = 1029,04°C

240 min → 345 lg(8•240 + 1) = 1132,82°C

480 min → 345 lg(8•480 + 1) = 1236,63°C

Ispitivanje temperaturnih režima požara obavlja se u zidanoj komori prostoriji veličine 10 m², dimenzija 3,7x2,7x3 m.


Temperatura po ara i vrijeme njegovog trajanja1

Ovisi o :

kaloričnoj vrijednosti tvari koja izgara

požarnom opterećenju

brzini gorenja tvari zahvaćene požarom

linearnoj brzini širenja požara

uvjeta dotoka zraka

odvoda produkata gorenja

oblika prostorije – konstrukcijskog materijala

TEMPERATURA POŽARA I VRIJEME NJEGOVOG TRAJANJA


Vrijeme trajanja po ara

VRIJEME TRAJANJA POŽARA

Pojednostavljeni izraz za određivanje vremena trajanja požara glasi:

q t – trajanje požara u satima

t = ----- q – količina gorive tvari u kg/m²

m m – brzina gorenja date tvari u kg/m²h

Nedostatak ove metode određivanja trajanja požara je taj što se ne uzima u obzir temperatura požara. Tako npr. požar u trajanju od 1 sata može biti i pri gorenju prirodnog kaučuka i pri gorenju papira. U prvom slučaju biti će maksimalna temperatura u zoni požara preko 1100°C, a u drugom slučaju oko 500°C. Iako oba ova požara jednako traju, oni se po svom djelovanju na okolinu suštinski razlikuju.


Teorija gorenja i ga enja

  • Veličina maksimalne temperature u požarima također se mijenja.

  • Tako temperatura od 1000 do 1100°C primijećena je u mnogim požarima koji su trajali od 1 – 2 sata, a temperatura 1200 – 1300 °C primijećena je relativno rijetko, samo u požarima koji su trajali 3 – 5 i više sati.

  • Na početku požara temperatura je neravnomjerna u prostoriji. Uslijed oslobađanja topline javlja se razlika u temperaturi, a time i u gustoći između plinova u zoni gorenja i okolišu, što uvjetuje ubrzano kretanje zagrijanih plinova naviše (slobodna konvekcija).

  • Kao rezultat takvog kretanja iznad žarišta gorenja stvara se turbulentna konvektivna struja u kojoj se temperatura ravnomjerno rasprostire kako po visini, tako i po njenom poprečnom presjeku (konusni oblik s vrhom u žarištu požara).


Teorija gorenja i ga enja

Pored topline koja se stvara u uvjetima gorenja – požara i koja dovodi do povišenja temperature, bitan parametar koji prati svaki požar je dim.

Dim najčešće predstavlja disperzni sustav u kojem njegovu disperznu fazu čine čestice čvrste tvari i sitne kapi kondenzirane tekućine a ostalo su plinovite i parne komponente. U sastavu produkta sagorijevanja najčešće ima otrovnih tvari, pored toga ima i tvari s izraženim korozivnim svojstvima.

Dim također apsorbira svjetlost što dovodi do smanjenja vidljivosti. Kako je dim zagrijan na visoku temperaturu on može da dovede do proširenja požara ako na svom putu naiđe na zapaljive tvari – materijale.

DIM


Eksplozije poseban oblik izgaranja

Pored količine toplinske energije, koja se oslobodi pri sagorijevanju, značajan je čimbenik i brzina kojom se obavlja sagorijevanje.

Ako je oslobađanje energije raspoređeno na duži vremenski period, takav proces se naziva oksidacija ili gorenje. Ako je, međutim, proces oslobađanja toplinske energije vrlo brz, proces poprima karakter eksplozije.

Za svaku eksploziju karakteristična je pojava plina pod tlakom koji je veći od tlaka okoline. Značaj tlaka i temperature u kemijskim eksplozijama (razlika od eksplozije parnog kotla) može se zorno prikazati ako se ima u vidu činjenica da se brzina kemijske reakcije povećava u prosjeku 2 do 4 puta s povišenjem temperature za svakih 10°C i da se s povećanjem tlaka od 1 na 1000 bara može povećati brzina kemijske reakcije u plinskoj fazi i za 106 puta.

EKSPLOZIJE – poseban oblik izgaranja


Eksplozije poseban oblik izgaranja1

EKSPLOZIJE – poseban oblik izgaranja

  • Mehanički efekt eksplozije ovisi od količine oslobođene energije i zapremine oslobođenih plinovitih produkata.

  • Zapaljivi plinovi i pare zapaljivih tekućina mogu u smjesi sa zrakom stvoriti opasnost za nastanak eksplozije. Nisu sve smjese zapaljivih plinova i para sa zrakom eksplozivne.

    • DGE (donja granica eksplozivnosti) - najniža koncentracija plina (pare) zapaljivih tvari u smjesi sa zrakom koja još može eksplodirati uz otvoreni izvor paljenja.

    • GGE (gornja granica eksplozivnosti) - najveća koncentracija plina (pare) zapaljivih tvari u smjesi sa zrakom koja još može eksplodirati uz otvoreni izvor paljenja.

    • PE (područje eksplozivnosti) – sve koncentracije između DGE i GGE


Eksplozije poseban oblik izgaranja2

EKSPLOZIJE – poseban oblik izgaranja

  • Treba napomenuti da pored zapaljivih plinova i para zapaljivih tekućina eksplodirati mogu još i prašine organskog porijekla (brašno, šećer, piljevina, plastične mase, žitarice) kao i prašine lakih metala Al, Mg.

  • Opasnije su tvari čije je DGE niži, a PE šire.

  • SK (stehiometrijska koncentracija) – idealni omjer plina/pare sa zrakom gdje je eksplozija najjača.


Tlak eksplozije

Popći • tex n reaktanata

Pex = ----------------- • ------------------ [bar]

To n produkata

Primjer za aceton:

tex = 1900K, To = 293K (20°C)

C3H6O + 4O2 + 4∙3,76 N2 →3CO2 + 3H2O + 15,04 N2

1bar • 1900K 20,04

Pex = ------------------- • -------------- = 6,48 bar

293K 21,04

TLAK EKSPLOZIJE


Mogu nost nastanka eksplozivne koncentracije uzvitlane pra ine

Donja odnosno gornja granica eksplozivnosti za prašine izražava se u g/m³.

d • l • F

CDGE = ------------ [g/m³] d – nasipna težina staložene prašine [g/cm²]

V l – debljina sloja prašine [cm]

F – površina sloja prašine [cm²]

V – volumen prostora u kojem je prisutna

uzvitlana prašina [m³]

Primjer: Izračunajte da li će uskovitlanjem prašine koja je staložena na površini 5 m² (50.000 cm²) u sloju od 2 mm (0,2 cm) nastati eksplozivna koncentracija te prašine uz pretpostavke:

nasipna težina prašine 0,2 g/cm³

volumen prostora gdje se ta prašina uskovitlala je 100 m³

DGE te prašine je 45 g/m³

d • l • F 0,2 • 0,2 • 50000

CDGE = ------------ = ------------------------ = 20 g/m³

V 100

20 < 45 - ne bi došlo do eksplozije jer nije postignuta DGE.

Mogućnost nastanka eksplozivne koncentracije uzvitlane prašine


Po arne zna ajke tvari

Ocjena vatrootpornosti neke tvari ovisi o vrijednostima različitih osobina određene tvari. Te osobine prvenstveno ovise o agregatnom stanju tvari.

Najvažniji pokazatelji opasnosti su za :

Plinovite zapaljive tvari

Temperatura paljenja (T1 – T6 određuje temperaturne razrede)

Granice eksplozivnosti (DGE, GGE)

Područje eksplozivnosti (PE široko ili usko)

Maksimalni tlak eksplozije

Minimalna energija paljenja

Minimalno eksplozivni sadržaj kisika

Minimalna brzina izgaranja

Moguće reakcije sa sredstvima za gašenje

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI


Po arne zna ajke tvari1

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • Zapaljive tekućine

    • Temperatura samozapaljenja

    • Temperatura plamišta (Plamište)

    • Grupa zapaljivosti (I, II, III)

    • Vrelište

    • Granice eksplozivnosti (DGE, GGE)

    • Temperatura paljenja

    • Temperaturne granice eksplozije

    • Brzina izgaranja

    • Moguće reakcije sa sredstvima za gašenje


Po arne zna ajke tvari2

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • Krute zapaljive tvari

    • Samozagrijavanje

    • Temperatura samozapaljenja

    • Temperatura taljenja

    • Područje eksplozivnosti prašina

    • Moguće reakcije sa sredstvima za gašenje


Po arne zna ajke tvari3

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • Minimalna energija paljenja - količina toplinskog impulsa koja može dovesti do zapaljenja neke tvari (najmanja količina topline koju goriva tvar mora apsorbirati od izvora paljenja – uzročnika paljenja da bi došlo do njenog paljenja i gorenja)

    • 0,4 mA - jako zapaljive tvari

    • 0,2 mA - za vodik


Po arne zna ajke tvari4

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • Minimalno eksplozivni sadržaj kisika - najniža koncentracija kisika u smjesi para ili plina sa zrakom koja još uvijek prihvaća gorenje ili eksploziju u vol %.

  • Brzina izgaranja - količina tvari koja izgori u jedinici vremena na jedinicu površine m³/m²min (m³/m²h)


Po arne zna ajke tvari5

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • Vrelište - temperatura pri kojoj tlak para tekućine dostigne vrijednost tlaka okoline (stvaraju se pare unutar tekućine i izlaze u obliku mjehurića)

  • Prema plamištu i vrelištu zapaljive tekućine dijele se na 3 skupine i poskupine:

    • I - Skupina zapaljivih tekućina – tekućine s plamištem do 38°C

      • IA – plamište niže od 23°C, a vrelište ispod 38°C

      • IB – plamište niže od 23°C, a vrelište iznad 38°C

      • IC –plamište od 23°C do 38°C

    • II - Skupina zapaljivih tekućina s plamištem od 38°C do 60°C

    • III - Skupina zapaljivih tekućina dijeli se u podskupine

      • III.A – plamište od 60°C do 93°C

      • III.B – plamište više od 93°C ali ne više od 100°C


Po arne zna ajke tvari6

T e m p e r a t u r a p r i p a lj i v a nj a(prinudnog ili inicijalnog paljenja) – je najniža temperatura na kojoj se vanjskim izvorom paljenja mogu inicirati procesi samostalnog gorenja neke gorive tvari. Temperatura vanjskog izvora je u principu znatno viša od temperature samopaljenja.

T e m p e r a t u r a s a m o p a lj e nj a(spontanog ili toplinskog paljenja) – je najniža temperatura zagrijavanog gorivog sistema kod koje je brzina egzotermnih reakcija najveća, tj. najniža temperatura kod koje se gorivi sistem zapali uslijed zagrijavanja cijelog gorivog sistema ili uslijed samozagrijavanja samooksidacijom i drugim egzotermnim reakcijama koje se odvijaju unutar gorivog sistema. Ova temperatura ujedno predstavlja i graničnu temperaturu ispod koje je, u normalnim uvjetima, rad s kemikalijama i drugim gorivim tvarima u smislu njihove zapaljivosti, gorivosti i eksplozivnosti siguran.

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI


Po arne zna ajke tvari7

T e m p e r a t u r a g o r e nj a– je najniža temperatura gorive tvari na kojoj se iznad njene površine oslobađaju gorive pare ili plinovi takvom brzinom da nakon njihova zapaljenja tvar nastavlja samostalno gorjeti.

T e m p e r a t u r a p l a m i š t a – je najniža temperatura gorive tekućine na kojoj se iznad njene površine stvaraju dovoljne količine pare koje se kratkotrajnim djelovanjem vanjskog izvora paljenja mogu zapaliti.

T e m p e r a t u r a p l a m e n a– je maksimalna temperatura koju dostižu produkti sagorijevanja u zoni intenzivnih reakcija.

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI


Po arne zna ajke tvari8

T e m p e r a t u r a s a m o z a g r i j a v a nj a – je najniža temperatura na kojoj se u gorivoj tvari iniciraju različiti egzotermni procesi koji mogu izazvati samozapaljenje.

T e m p e r a t u r a s a m o z a p a lj e nj a– je najniža temperatura gorive tvari na kojoj u standardnim uvjetima mjerenja dolazi do naglog povećanja brzine egzotermnih reakcija, koje uzrokuju tinjanje, plamćenje i žarenje.

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI


Po arne zna ajke tvari9

POŽARNE ZNAČAJKE TVARI

  • T e m p e r a t u r a t i nj a nj a – je kritična temperatura usitnjene čvrste gorive tvari pri kojoj se naglo povećava brzina procesa oksidacije i dolazi do pojave tinjanja.

  • T e m p e r a t u r a d i m lj e nj a – je najniža temperatura na kojoj se iznad površine masti ili ulja najprije pojavi dim. Ova temperatura se daje isključivo kao podatak za masti i ulja i služi za određivanje termičke stabilnosti masti i ulja pri zagrijavanju na zraku.


Samozapaljenje

Zagrijavanjem krutih tvari do njihove temperature samozagrijavanja može rezultirati njihovim zapaljenjem. Neke tvari imaju vrlo nisku temperaturu samozagrijavanja koja može biti niža i od sobne temperature (25°).

S tvarima koje imaju svojstvo samozagrijavanja mora se voditi velika pažnja pri prijevozu, skladištenju, uporabi jer nakon samozagrijavanja može doći do samozapaljenja.

SAMOZAPALJENJE


Primjeri

PRIMJERI

  • Aluminijska prašina je takva tvar čija je temperatura samozagrijavanja 10°C. Slično i još opasnije se ponaša bijeli i žuti fosfor, jer je kod te tvari vrijeme samozagrijavanja vrlo kratko. Neke tekućine su također sklone samozagrijavanju. Tu osobinu imaju posebno vegetativna ulja, terpentin, firnis (posebno pripremljeno ulje kojem su dodati sikativi) Sikativi su kruti i tekući – npr. olovni (II) oksid, mangan borat u oleinskoj kiselini ili lanenom ulju koji ubrzavaju sušenje laka.

  • Plinovi fosfin, bromacetilen, silicijev hidrid imaju svojstvo samozapaljenja.


Pojava samozapaljenja

Samozapaljenje je u većini slučajeva vremenski proces koji se završava paljenjem a odvija se na običnoj ili nešto povišenoj temperaturi.

Proces oksidacije se odvija na površini materijala podložnog oksidaciji.

Neke krute tvari imaju svojstvo da na svojoj površini apsorbiraju plinove, a također i kisik iz zraka. Uslijed apsorpcije kisika na površini proces oksidacije može se jako ubrzati. Ovaj proces je praćen oslobađanjem topline (egzotermna reakcija) i ukoliko je oslobađanje topline u vanjsku sredinu relativno malo, doći će do zagrijavanja zapaljive tvari uslijed čega se povećava temperatura a rezultat toga je još veće ubrzanje procesa oksidacije, što dovodi do paljenja.

Ako do procesa gorenja dolazi kod tvari sklonih samozagrijavanju govorimo o samoupali.

POJAVA SAMOZAPALJENJA


Samozapaljenje1

Do samozapaljenja može doći:

vanjskim utjecajem (dovođenje topline do temperature samozagrijavanja)

dovođenjem tvari do temperature samozagrijavanja djelovanjem bioloških reakcija

djelovanjem kemijskih reakcija

Biljna i životinjska ulja i masti sklona su samoupali. To su gliceridi masnih kiselina. Najčešće kiseline su palmitinska, oleinska, stearinska i linolna. Većina masnih kiselina su nezasićene (dvostruka veza ili više njih)

Većina masnih kiselina su nezasićene (dvostruka veza ili više njih)

C15H31COOH CH2OH

C15H31COOH + CH2OH → (C15H31)3 C3H5O6

C15H31COOH CH2OH

masna kiselina glicerin glicerid masne kiseline

SAMOZAPALJENJE


Samozapaljenje2

Veću sklonost samozapaljenju imaju oni gliceridi (ulja i masti) koji imaju više dvostrukih veza u molekuli masnih kiselina.

Pucanjem dvostrukih veza nastaje peroksidni most.

R-CH=CH-R` + O2 → R-CH – CH-R` ⇄ R-CH – CH-R` + O

│ │

O ― O O

SAMOZAPALJENJE


Samozapaljenje3

Navedena reakcija odvija se lančano, je nakon pucanja prvih veza između ugljikovih atoma povećava se toplina i količina slobodnih kemijskih radikala a to ubrzava daljnje pucanje dvostrukih veza i nesmetano odvijanje kemijskih procesa. Stvorena peroksidna veza lako se raspada uz oslobađanje monoatomnog kisika.

Istovremeno s oksidacijom teče i polimerizacija nezasićenih spojeva.

Oksidacija se odvija pri relativno niskoj temperaturi i pri tome se oslobađa toplina.

Pomoću jodnog broja određuje se nezasićenost ulja.

Jodni broj – broj duplih veza u ulju ili masti – grami joda koji se mogu vezati na 100 g ulja ili masti.

SAMOZAPALJENJE


Zapaljenje tvari kemijskom reakcijom

Neke tvari mogu se zapaliti u kontaktu s vodom, oksidansom ili sa zrakom.

U grupu tvari koje mogu dovesti do zapaljenja u kontaktu s vodom su slijedeće:

zemnoalkalni metali (Na, K, Rb, Cs)

karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala (kalcijev karbid)

hidridi alkalnih i zemnoalkalnih metala

silani (spojevi silicija s metalima)

živo vapno (CaO)

hidrosulfid natrija

ZAPALJENJE TVARI KEMIJSKOM REAKCIJOM


Zapaljenje tvari kemijskom reakcijom1

ZAPALJENJE TVARI KEMIJSKOM REAKCIJOM

  • Reakcija alkalnih metala s vodom

    2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 + Q

  • nastali plin vodik se zapali i gori istovremeno s metalom, ako je metal iznad vode.

  • Ove reakcije često završe eksplozijom pri čemu postoji opasnost od razbacivanja rastaljenog metala.


Zapaljenje tvari kemijskom reakcijom2

ZAPALJENJE TVARI KEMIJSKOM REAKCIJOM

  • Reakcija karbida alkalnih i zemnoalkalnih metala s vodom.

    CaC2 + H2O → CaO + C2H2

    CaO + H2O → Ca(OH)2

  • Reakcija fosfida s vodom

    Ca3P2 + H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3

  • Fosfin (PH3) je plin koji u reakciji fosfida s vodom spada u zapaljive i otrovne tvari. U ovoj reakciji paralelno s nastankom fosfina nastaje mala količina fosfornog hidrida (P2H4) koji ima sklonost samoupale što može dovesti do eksplozije prisutnog fosfina.


Zapaljenje tvari kemijskom reakcijom3

ZAPALJENJE TVARI KEMIJSKOM REAKCIJOM

  • Reakcijom silana (spojevi silicija s metalima: Mg2Si, Fe2Si) s vodom nastaje lužina metala i silikovodik (samoupala).

    Mg2Si + 4H2O → Mg(OH)2 + SiH4

    SiH4 + 2O2 + N2 → SiO2 + 2H2O + N2

  • Neke tvari kao peroksidi metala reagiraju s vodom.

  • U reakciji ne nastaje zapaljiv plin, ali nastaje toplina koja može zapaliti prisutne zapaljive tvari.

  • Živo vapno (CaO) reagira s vodom pri čemu se oslobađa toplina koja može izazvati žarenje i zapaliti prisutne zapaljive tvari.


Zapaljenje tvari samoupalom u kontaktu s oksidansima

Mnoge tvari (posebno organskog porijekla) mogu se upaliti u kontaktu s oksidansima. To su uglavnom slijedeći spojevi:

komprimirani i ukapljeni kisik

dušična (nitratna) kiselina

peroksidi (natrija, barija i sl.)

klorati,

perklorati,

hipokloriti,

halogeni elementi

ZAPALJENJE TVARI SAMOUPALOM U KONTAKTU S OKSIDANSIMA


Zapaljenje tvari samoupalom u kontaktu s oksidansima1

ZAPALJENJE TVARI SAMOUPALOM U KONTAKTU S OKSIDANSIMA

  • Komprimirani kisik može izazvati zapaljenje mineralnih ulja i masti.

  • Halogeni elementi (Cl, F, Br, I) mogu vrlo burno reagirati s nekim zapaljivim tvarima.

  • Acetilen, metan, etilen i sl. u smjesi s klorom mogu se zapaliti i bez topline uz prisustvo intenzivne svjetlosti.


Izvori paljenja i njihove temperature

IZVOR PALJENJA TEMPERATURA (°C) Otvoreni plamen 1000 – 1100

Opušak do 650

Mehanička iskra (brušenje) do 1800

Plinsko zavarivanje (acetilen i kisik) 3000

Iskra kod elektrozavarivanja do 3600

IZVORI PALJENJA I NJIHOVE TEMPERATURE


Ga enje

GAŠENJE


Ga enje1

Proces u kojemu se pomoću sredstva za gašenje iz požara oduzima jedan ili više uvjeta potrebnih za gorenje.

Sredstvo za gašenje- tvari kojima se postiže gašenje.

Najčešća sredstva za gašenje:

Voda,

pjena,

prah,

CO2,

dušik,

vodena para,

haloni,

zamjenski haloni.

GAŠENJE


Ga enje2

GAŠENJE

  • Svako sredstvo ima efekte i podefekte koji pridonose njegovoj sposobnosti gašenja.

  • GLAVNI UČINCI (EFEKTI) GAŠENJA

    • Prekidanje ili oduzimanje gorive tvari,

    • Ugušivanje požara tj. izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka,

    • Ohlađivanjem ispod temperature gorenja,

    • Antikatalitički efekt na plamen,


Prekidanje ili oduzimanje gorive tvari

Požar se može ugasiti tako da spriječimo dotok gorive tvari ili oduzmemo gorivu tvar zoni izgaranja.

Ovaj način gašenja u praksi se rijetko rabi jer je za to potrebno mnogo vremena i gasitelj se izlaže velikom riziku.

Na primjer, gašenje požara naftne bušotine kada se udarom zračnog vala nastalog od aktiviranja eksploziva otpuhuje plamen, odnosno prekida dotok plina i nafte u zonu gorenja.

Također, gašenje požara zatvaranjem ventila na cjevovodu gorivih plinova ili tekućina, ili uklanjanje pokućstva iz zgrade u kojoj je požar.

Prekidanje ili oduzimanje gorive tvari


Ugu ivanje po ara tj izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka

Glavni učinak gašenja požara ugušivanjem djeluje na način da sredstvo za gašenje u obliku lebdećeg ili plutajućeg oblaka plina, pare, pjene, magle ili prašine omotava i prodire u gorivu tvar ili je prekriva. Na taj način u potpunosti ili djelomično sprječava (reducira) dolazak kisika gorivoj tvari.

Ugušivanjem se na mogu gasiti požari onih tvari koje u svom sastavu imaju kisik potreban za gorenje (npr. barut, eksplozivi, organski peroksidi)

Ugušivanje požara tj. izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka


Ugu ivanje po ara tj izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka1

Ugušivanje požara tj. izoliranjem gorive tvari od okolnog zraka

  • Podučinci gašenja ugušivanjem su:

    • istiskivanje: istiskivanje zraka ubacivanjem CO2, dušika, vodene pare

    • odvajanje: odvajanje parne faze od tekuće faze ta plinske i parne faze od krute faze

    • prekrivanje: kompaktni sloj sredstva za gašenje (pjena) prekriva gorivu tvar i sprječava ekspanziju para i plinova gorive tvari koje se još neko vrijeme stvaraju pod utjecajem topline,

    • emulgiranje: nastaje kada sredstvo za gašenje s gorivim tvarima stvara emulziju, npr. pri gašenju ulja s vodom uz turbulentno miješanje voda preuzima funkciju emulgatora. Negorivi sloj emulzije je pjenušav


Hla enje

Gorenje tvari će prestati kada joj se temperatura snizi ispod temperature gorenja (samopaljenja).

Učinak gašenja požara ohlađivanjem rabi se kod gašenja požara krutih tvari, kod sprječavanja širenja požara i hlađenja posuda koje su zahvaćene vatrom.

Npr. hlađenje vodom (dolazi do isparavanja) ΔH H2O = 2250 kJ/kg (latentna toplina).

Hlađenje


Hla enje1

Podučinci gašenja hlađenjem su:

isparavanje

sublimacija (CO2)

izjednačavanje (miješanje tekućina)

razlaganje (piroliza)

termičko izoliranje (uvođenje sredstva za gašenje u struju zapaljenog plina).

Hlađenje


Antikatali ki u inak

Nastaje kada sredstvo za gašenje ili njegovi produkti termičkog razlaganja unutar plamena djeluju kao negativni katalizatori (antikatalizatori).

Na taj način smanjuje se afinitet aktivnih čestica (radikala - produkta razlaganja gorivih tvari) plinova i para ka kisiku.

Haloni odnosno prah u požaru stvaraju aktivne radikale koji se brže od kisikovih radikala vežu na radikalske reakcijske lance gorive tvari kao završni (blokirajući) dijelovi.

Antikatalički učinak


Sredstva za ga enje

SREDSTVA ZA GAŠENJE

  • VODA

  • PJENE

  • UGLJIČNI DIOKSID, CO2

  • HALONI

  • PRAH

  • RETARDANTI

  • SUPRESANTI


Sredstva za ga enje1

Sredstva za gašenje su kemijske tvari, koje gase požar jednim od nabrojanih efekata. Ona mogu biti u sva tri agregatna stanja (plinovita, tekuća ili kruta).

Prema vrsti tvari koje su obuhvaćene požarom napravljena je klasifikacija požara odnosno navedena su sredstva za gašenje požara klase:

A (požar krutih tvari – drvo, papir, slama plastika, tekstil, ugljen): voda, prah, pjena, haloni, pijesak;

B (požari zapaljivih tekućina – benzin, ulja, masti, lakovi, vosak, smole, katran): pjena, prah, haloni, CO2,voda;

C (požari zapaljivih plinova – metan, acetilen, propan, butan): prah, haloni;

D (požari zapaljivih metala – aluminij, magnezij, natrij, kalij): specijalne vrste praha, pijesak.

F (požari ulja i masti) – specijalno sredstvo

SREDSTVA ZA GAŠENJE


Teorija gorenja i ga enja

glavni učinak gašenja je ohlađivanje, a podučinci su isparavanje i izjednačavanje temperature.

Karakteristike vode:

Temperatura ledišta 273 K (0°C)

Temp. Vrelišta 373 K (100°C)

Gustoća (4°C) 1 kg/l

Površinska napetost 72,5 din/cm

Latentna toplina isparavanja L t 100°C → L t 100°C pare → 2250 kJ/kg

Specifična toplina C = 1 x 4,18 cal = 4,18 kJ/kg

Volumen leda prema vol. tekućine 110 %

VODA


Teorija gorenja i ga enja

VODA

  • Toplinska disocijacija na vodik i kisik pri:

    • 1000K – 0,00003%

    • 1800K – 0,199 %

    • 2200K – 1,42%

    • 2400K – 2,92%

  • Električna provodljivost (Siemens/m)

    • Čista – 0,05 S/m

    • Destilirana – 50 S/m

    • Pitka – 270 – 1200 S/m

    • Morska – 12500 – 62800 S/m


Teorija gorenja i ga enja

Voda se koristi kod slijedećih požara:

prirodni materijali celulozne građe /drvo, slama, pamuk)

mazut, zapaljive tekućine s plamištem > 80°C – raspršeni mlaz

industrijski objekti ako nema tvari koje opasno reagiraju s vodom (vodoreaktanti)

stanovi, uredi, trgovine

šumski požari

požari na plovilima i vozilima

za hlađenje spremnika (plinova, zapaljivih tekućina)

VODA


Teorija gorenja i ga enja

VODA

  • Prednosti vode:

    • rasprostranjenost, ekonomičnost

    • relativno laka doprema

    • kemijska stabilnost

    • visoka specifična toplina

    • mogućnost miješanja s retardantima


Teorija gorenja i ga enja

Nedostaci vode:

neefikasno gasi tekućine s plamištem < 80°C

opasnost gašenja vodoreaktanta

opasnost gašenja rahlih tvari → urušavanje

opasnost gašenja praškastih tvari → eksplozija

opasnost od nastajanja plina praskavca (O2 + H2) kod uporabe vode pri visokim temperaturama (laki metali), dimnjak (1L vode → 1700 L pare)

opasnost od izbacivanja sadržaja iz posuda

poteškoće pri gašenju kod temperatura zraka < 0°C

značajna materijalna šteta na objektu kod uporabe punog mlaza

VODA


Primjena vode

u obliku :

punog mlaza:

Puni mlaz vode koristi se za gašenje požara na daljinu u zgradama, na otvorenom prostoru, te za hlađenje plašta spremnika sa zapaljivom tekućinom ili plinovima. Puni mlaz vode ne smije se koristiti za gašenje praškastih tvari jer se može stvoriti oblak prašine koji je eksplozivan.

raspršene vode:

Raspršena voda se rabi onda kada se može prići bliže požaru i s manjim utroškom vode kontrolirati požar. Najčešće se rabi za gašenje suhih tvari koji gore žarom, specifički težih ugljikovodika (prije nego se zagriju na temepraturu iznad 100°C – zbog opasnosti od vrenja vode i izbacivanja sadržaja u okoliš

Primjena vode


Primjena vode1

Primjena vode

  • vodene magle:

    • Prosječna veličina čestica vode leži u području koloidnog reda veličina. Vodena magla ima veliki ohlađujući učinak, ali se s njom ne može se gasiti na daljinu.

  • vodene pare:

    • Najviše se koristi za gašenje požara u pećima, sušionicima. Djeluju kao inertni pliin te smanjuje količinu kisika u zraku – djeluju ugušujući.


Pjena

Pjena se dobiva miješanjem vode i pjenila i upuhivanjem zraka. To je nestabilna masa sastavljena od bezbroj veoma sitnih mjehurića koji su ispunjeni zrakom ili uglikovim dioksidom.

Postoji dvije vrste pjena i to:

Kemijska

Zračna ili mehanička pjena

PJENA


Kemijska pjena

Kemijska pjena

  • Kemijska pjena je emulzija nekog plina u vodi kojoj je dodan emulgator (sredstvo za stvaranje pjene).

    • Za proizvodnju kemijske pjene rabio se CO2, a emulgator je bio ekstrakt biljnog (slatki kesten) ili životinjskog porijekla (bjelančevine - krv, rogovi, papci) ili sintetskog porijekla.


Kemijska pjena1

Kemijska pjena

  • Ugljikov dioksid se sintetizirao kemijskom reakcijom sode bikarbone i aluminijevog sulfata.

    6NaHCO3 + Al2(SO4)3 → 3Na2SO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2

  • Dobiveni natrijev sulfat i aluminijev hidroksid daju blago retardirajuće značajke na zapaljivost gorive tvari. Smjesi za dobivanje kemijske pjene dodaju se i dodaci kao što su pektini (poboljšavaju prijanjanje i postojanost pjene), metilceluloza (poboljšavaju stabilnost pjene). Kemijsku pjenu možemo proizvoditi u ručnim i prijevoznim vatrogasnim aparatima


Zra na ili mehani ka pjena

Zračna ili mehanička pjena

  • Zračna pjena je mješavina zraka i vode u kojoj je otopljeno pjenilo (emulgator). Mehanička pjena sastoji se od vode, pjenila i zraka. Dobiva se ubacivanjem zraka u vodenu otopinu sa sredstvima za opjenjivanje. Količina ubačenog zraka može se regulirati pa se dobiva laka, srednja ili teška pjena.

  • Pjena:

    • voda – 91% ili više

    • pjenilo – 2 ili 3 do 6 ili 9%

    • zrak


Pjena1

PJENA

Ekspanzija– stupanj opjenjenja (odnos volumena pjene i volumena otopine)

  • Teška pjena – do 20

  • Srednje teška – 20-200

  • Laka – 200 – 1500


Pjenila

Pjenilo : prirodno i sintetsko

Proteinska pjenila – aminokiseline koje nastaju hidrolizom prirodnih sirovina koje sadrže proteine (koža, rogovi, kopita).

Aminokiseline su vezane tzv. peptidnom vezom, koja je specifična za sve bjelančevine.

Ova pjenila tamne su boje i neugodna mirisa. Rabe se za dobivanje teške pjene.

Točka ledišta je -15°C.

Nazivi proteinskog pjenila su Tutogen, Nicerol, Foamin – P.

PJENILA


Pjenila1

PJENILA

  • Fluorproteinska pjenila– modificirani proteini s posebnim fluoriranim, površinski aktivnim tvarima.

    • Otporna su na toplinu/plamen i na štetan utjecaj zagađivanja naftnim derivatima. Temperatura ledišta -10°C.

    • Nazivi fluorproteinskog pjenila su Fluoro P6, Apirol FX, Tutogen FP, FP – 6%.


Pjenila2

PJENILA

  • Sintetičko obično pjenilo (S)– površinski aktivne tvari s dodatkom stabilizirajućih tvari.

    • Mogu se proizvesti teške, srednje i lake pjene.

    • Otporne su na plamen.

    • Koriste se za gašenje zapaljivih tekućiuna kao i krutih tvari. Ledište je na -10°C.

    • Nazivi sintetičkog pjenila su 4S, Stamex, Fini-flam, Plurex –N.


Pjenila3

Fluorsintetičko pjenilo (AFFF)– fluor je izravno ugrađen u osnovni spoj, a pjena stvara tzv. vodeni film (engleski: AFFF – Aqueous Film Forming Foam).

Zbog niske površinske napetosti ovo pjenilo se koristi i za gašenje poroznih ili šupljikavih krutih tvari (pamučne bale, hrpa masnih tvari, spužvasrtih i gumenih tvari).

Nazivi fluorsintetičkih pjenila su Light Water (AFFF), Hydral, F-6, Expirol AF.

PJENILA


Pjenila4

PJENILA

  • Film pjene na površini zapaljive tekućine čine molekule koje se sastoje od dugačkih lanaca ugljikovih atoma čiji je jedan kraj fluoriran, a drugi posjeduje skupinu s afinitetom prema vodi. Te molekule se pri nanašanju pjene gusto slažu jedna pored druge, tvoreći tanki sloj koji sprječava dallje isparavanje zapaljive tekućine ispod njega.

  • Film se na mjestima mehaničkog prekida brzo spaja, pa i kada tekućina teće na njenoj površini se stalno nalazi film.


Pjenila5

PJENILA

  • Fluorproteinska pjenila (FFFP)– sastoje se od proteina s površinski aktivnim fluoriranim tvarima koje stvaraju film.

    • Ova pjenila stvaraju kontinuirani plutajući film koji se sam zatvara na površinama ugljikovodika te onemogućava stvaranje eksplozivnih smjesa para i zraka.

    • Temperatura ledišta je do -18°C.

    • Nazivi fluorproteinskog pjenila su Petroseal, Hydrex.


Pjenila6

Polivalentna (alkoholna) pjenila – rabe se za gašenje požarapolarnih otapala - zapaljivih tekućina (alkohola, etera, ketona, organskih kiselina, estera) koje se miješaju s vodom kao i za zapaljive tekućine nepolarnog karaktera one koje se ne miješaju s vodom – naftni derivati.

Zbog toga što mogu gasiti i polarne i nepolarne tekućine dobila su naziv polivalentna pjenila.

PJENILA


Djelovanje pjene

Glavni učinak gašenja kod pjene je ugušivanje.

Podučinci su:

ohlađujuće djelovanje, pjena se raspada i voda isparava a za isparavanje se troši toplina odnosno hladi tekućina koja gori,

izjednačavanje – miješanje vručeg površinskog sloja s dubljim hladnijim slojem

odvajanje pera i plinova od tekućine odnosno krute gorive tvari

stvaranje emulzije

Pjene koje sadrže fluorproteinsko, a naročito fluorsintetičko pjenilo djeluju i antikatalitički.

Djelovanje pjene


Uglji ni dioksid co 2

U zraku ga ima samo oko 0,03 vol.%. On ne gori niti podržava gorenje.Teži je od zraka.

Fizikalne osobine:

plin bez boje i mirisa, kiselkasta okusa.

specifična težina :

plin: 1,529 g/dm³

tekućina (20°C): 0,766 g/dm³

krutina: 1,53 g/dm³

temperatura vrelišta -78,48°C

kod 0°C i 1 bar → 1 kg CO2 = 509 dm³ = 0,5 m³

UGLJIČNI DIOKSID ( CO2 )


Uglji ni dioksid co 21

UGLJIČNI DIOKSID ( CO2 )

  • Kemijske osobine:

    • inertna tvar, rijetko stupa u kemijske reakcije

    • kod visokih temperatura reagira s Mg, Ca i sličnim metalima

      CO2 + Mg → MgO + CO

      CO + Mg → MgO + C

  • Toksikološke osobine:

    • inertni zagušljivac

    • MDK 5000 ppm (0,5% vol)

    • Visoke koncentracije → smrtne posljedice

    • Pri koncentraciji od 14% počinje gušenje

    • Kod 20% CO2 → nastupa smrt nakon nekoliko minuta


Uglji ni dioksid co 22

Efikasnost gašenja: efekt ugušivanja, podefekt istiskivanja (smanjenje konc. kisika)

1 kg CO2 ima volumen 0,5 m³ pa istisne kisik sa 21 vol % na 10,5 vol %. Za gorenje treba 13 – 14% kisika pa nastupa gašenje.

Područje primjene:

električni uređaji i razvodni ormari

laboratoriji, tvornice, lakirnice i sl.

UGLJIČNI DIOKSID ( CO2 )


Uglji ni dioksid co 23

UGLJIČNI DIOKSID ( CO2 )

  • Dobra osobina je što se brzo uklanja iz prostora.

  • Loša osobina:

    • Nije efikasan za tinjajuće požare.

    • Treba visoki tlak kod skaldištenja

    • Povećanje koncentracije – opasnost za osoblje i vatrogasce

    • Ne gasi lake i obojene metale


Haloni

Haloni su halogenizirani ugljikovodici (F, Cl, Br, I), na bazi metana i etana.

Haloni gase antikatalitičkim učinkom sve klase požara /A, B i C)

U koncentracijama koje gase požar (od 4 – 10%) nisu otrovni za ljude.

Utvrđeno je da haloni koji sadrže klor uništavaju ozonski omotač, pa se uvode novi haloni koji umjesto klora sadrže fluor.

CF3Br - trifluormonobrom metan (1301)

CF2ClBr - difluormonoklormonobrom metan (1211)

C2F4Br2 - tetrafluordibrom etan (2402)

šifriranje X X X X

br. atoma C F Cl Br

HALONI


Teorija gorenja i ga enja

Prah je vrlo efikasno sredstvo za gašenje požara.

Prah se često zamjenjuje pojmom "suho sredstvo za gašenje" pa zbog toga vatrogasni aparati s prahom nose oznaku "S" i brojčanu oznaku mase praha koju sadrže.

Najveće količine su napravljene od natrijevogbikarbonata (NaHCO3.) kojemu su dodani stearati radi postizanja hidrofobnosti (antihigroskopnost).

Prah na bazi KHCO3 uz dodatak uree je još efikasniji. Naziva se MONEX.

PRAH


Teorija gorenja i ga enja

PRAH

  • U novije vrijeme prahovi se rade od amonijevog fosfata → D – prah

  • NH4H2PO4 – monoamonijev fosfat

  • (NH4)2HPO4 – diamonijev fosfat

  • (NH4)3PO4 – triamonijev fosfat

  • M – prah sastoji se od mješavine NaCl, grafita i strugotina sivog lijeva, a služi za gašenje požara lakih metala.


Fizikalna antikataliza inhibicija kod ga enja po ara prahom na bazi bikarbonata

Radikali, atomi i druge čestice u plamenu se sudaraju s česticama praha pri čemu dolazi do predaje energije gibanja (gubi se energija aktivacije koja je neophodna za nastanak i produženje gorenja).

Jedna čestica praha se može istovremeno sudariti s bilion radikala prisutnih u zoni gorenja i oduzeti im energiju aktivacije.

Fizikalna antikataliza (inhibicija) kod gašenja požara prahom na bazi bikarbonata


Univerzalni prah

je smjesa bikarbonata i amonijevog fosfata.

Gasi požare klase A, B i C .

Svaki prah mora zadovoljavati slijedeće:

što veću specifičnu površinu m²/m³

antihigroskopnost – da se ne vlaži

sipkost

stabilnost pri dugotrajnom skladištenju

stabilnost pri stalnom i povišenom tlaku

stabilnost pri razlici temperatura (-20°C do +60°C)

ne provodi električnu struju (provodljivost u granicama dopuštenim za gašenje pod naponom)

što manja abrazivna svojstva – da ne haba stroj, ležajeve

antikorozivnost

kompatibilnost s pjenom

antitoksična svojstva (da nije otrovan)

Univerzalni prah


Retardanti

Retardanti su tvari koje olakšavaju gašenje/otežavaju gorenje ili povećavaju prodornost vode pri gašenju rahlih tvari.

Koriste se za gašenje otvorenih prostora: šume, poljoprivredne površine.

Zaustavljaju vatru kemijskim putem.

Glavni sastojci retardanta su (NH4)3PO4 ili (NH4)2HPO4 i (NH4)2SO4 koji smanjuju zapaljivost gorivih tvari i u požaru endotermno se raspadaju i brzo opjenjuju.

Retardanti u požaru potpomažu brzo stvaranje ugljika na površini biljaka i oslobađanje vode. Na taj način voda brzo isparava i hladi gorivu tvar (biljku), a ugljik teško ili sporo izgara te tako požar ostaje bez dovoljno goriva.

Retardantima se dodaju i sredstva kao što su aditivi za poboljšanje protoka te inhibcije korozije.

RETARDANTI


Supresanti

Mehanički dobivene pjene za suzbijanje prvenstveno šumskih požara.

Pored pjenila supresanti sadrže i soli [CaCl2, (NH4)2HPO4 i (NH4)2SO4].

Koncentracija pjenila je do 1,0%.

I retardanti i supresanti se izbacuju na šumski požar pomoću aviona ili helikoptera.

SUPRESANTI


Oznake opasnosti

OZNAKE OPASNOSTI


Oznake opasnosti1

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

Klasifikacija tvari i roba prema ponašanju u požaru (HRN Z.CO.005)

Listice opasnosti

OZNAKE OPASNOSTI


Dijamant opasnosti hrn z co 012

3

2

0

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

ZAPALJIVOST

REAKTIVNOST

ZDRAVLJE

Oznaka kategorije i stupnja opasnosti u obliku romba u četiri boje, naziva se “dijamant opasnosti”.


Dijamant opasnosti hrn z co 0121

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

  • Značajke tvari koje su poznate ili koje se mogu utvrditi pomoću standardnih postupaka, temelj su za određivanje kategorije i stupnja opasnosti. Utvrđenu kategoriju opasnosti označavaju broj od 0 do 4 i boja:

    • plava, opasnost za zdravlje

    • crvena, opasnost od zapaljivosti

    • žuta, opasnost od reaktivnosti.

    • Slobodan prostor – bijelo polje, može se upotrijebiti za posebne opasnosti – specifična upozorenja, kao što je radioaktivnost, zabrana upotrebe vode i sl.


Dijamant opasnosti hrn z co 0122

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

  • 1.Tvari opasne po zdravlje (plavo polje)

  • Opasne za zdravlje su one tvari koje mogu izravno ili neizravno izazvati oštećenost ili onesposobljenost (privremeno ili trajno) dodirom, udisanjem ili unošenjem u organizam.

  • TVARI 4. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje i pri vrlo kratkom djelovanju mogu izazvati smrt ili trajnu oštećenosat organizma, čak i ako se pruži brza medicinska pomoć.

  • TVARI 3. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje i za kratka djelovanja mogu izazvati privremenu ili trajnu oštećenost, čak i ako se pruži brza medicinska pomoć.

  • TVARI 2. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje pri jakom ili neprekidnom djelovanju mogu izazvati privremenu ili trajnu oštećenost organizma, ako se ne pruži brza medicinska pomoć.

  • TVARI NULTOG STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje u požaru ne stvaraju opasnost veću od krutih tvari (drvo,papir,slama) klasa A.


Dijamant opasnosti hrn z co 0123

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

  • 2. Tvari opasne zbog zapaljivosti (crveno polje)

  • Opasne zbog zapaljivosti su one tvari koje se na atmosferskom tlaku i normalnoj temperaturi mogu lakše zapaliti i dovesti do požara, ili kada požar nastane pomagati njegovo širenje.

  • TVARI 4. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje brzo ili potpuno isparavaju na atmosferskom tlaku i na normalnoj temperaturi ili koje se lako šire kroz zrak i lako izgaraju.

  • TVARI 3. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tekućine i čvrste tvari koje se mogu zapaliti na normalnim temperaturima.

  • TVARI 2. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje se moraju zagrijavati prije nego što dođe do paljenja

  • TVARI 1. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje se moraju predgrijavati da bi nastalo paljenje

  • TVARI 0. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje ne gore


Dijamant opasnosti hrn z co 0124

Dijamant opasnosti (HRN Z.CO.012)

  • 3. Tvari opasne zbog nestabilnosti (reaktivnost) (žuto polje)

  • Reaktivne su one tvari koje mogu izazvati kemijsku reakciju s drugim stabilnim ili nestabilnim tvarima. Pod drugim tvarima podrazumijeva se voda, i to samo ako se prilikom reakcije oslobađa energija.

  • TVARI 4. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje se eksplozivno razgrađuju u normalnim okolnostima.

  • TVARI 3. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje se eksplozivno razgrađuju ili eksplozivno reagiraju, ali zahtjevaju jak poticajni izvor ili se prije moraju zagrijati u ograničenu prostoru.

  • TVARI 2. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje koje su nestabilne i podložne kemijskoj promjeni, ali ne eksplodiraju.

  • TVARI 1. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje su u normalnim uvjetima stabilne, ali postaju nestabilne na povišenim temperaturama i tlakovima ili reagiraju s vodom uz sporo oslobađanje energije.

  • TVARI 0. STUPNJA OPASNOSTI

  • To su tvari koje su stabilne i koje pod utjecajem temperature ne reagiraju s vodom.


Klasifikacija tvari i roba prema pona anju u po aru hrn z co 005

Klasifikacija tvari i roba prema ponašanju u požaru (HRN Z.CO.005)

  • Vrste opasnosti

  • Klase opasnosti

  • Kategorije opasnosti


Vrste opasnosti

tvari i roba koji sadrže rizik od kemijske i fizičke eksplozije označavaju se s Ex

tvari i roba koji direktno ili indirektno mogu sudjelovati u procesu gorenja i to odavanjem topline izgaranja energijom samopaljenja, oslobađanja zapaljivih produkata razlaganja, ubrzavanjem procesa izgaranja (oksidaciona sredstva) ili oslobađanjem zapaljivih plinova ili topline u dodiru s vodom, označavaju se s Fx

tvari i roba koji nisu lako zapaljive, ali koje se ipak pod djelovanjem požara (vatre, dima ili vode za gašenje) mogu relativno brzo i jako oštetiti, označavaju se s Dx

Vrste opasnosti


Klase opasnosti

Klase opasnosti

  • Prema stupnju sve tvari i roba dijele se na 6 klasa opasnosti i to:

    • klasa opasnosti I – vrlo lako zapaljive i brzo sagorive tvari

    • klasa opasnosti II – lako zapaljive i brzo sagorive tvari

    • klasa opasnosti III – zapaljive tvari

    • klasa opasnosti IV – sagorive tvari

    • klasa opasnosti V – teško sagorive tvari

    • klasa opasnosti VI – nezapaljive tvari


Kategorije opasnosti

Vrsta opasnosti i stupanj opasnosti zajedno stvaraju kriterije za razvrstavanje tvari i robe u kategoriju opasnosti koja se označava kombinacijom slova za vrstu opasnosti i brojeva za stupanj opasnosti (npr. ExI, DxV i sl.)

Tvari i robe klasirane u kategorije opasnosti ExI-II i FxI – III su eksplozivne , odnosno lako zapaljive.

Kategorije opasnosti


Podjela tvari i roba prema agregatnom stanju i drugim fizikalno kemijskim osobinama

Prema agregatnom stanju na sobnoj temepreturi od 20°C i normalnom tlaku od 1 bar tvari i robe se dijele na:

A – plinovite tvari

B – tekuće tvari

C – krute tvari

Prema određenim fizikalno-kemijskim osobinama tvari i robe dijele se na :

D – eksplozivne tvari

E – samozapaljive tvari

F – tvari koje pri zagrijavanju ispuštaju zapaljive i otrovne produkte razlaganja

G – oksidaciona sredstva

H – nezapaljive tvari koje s vodom razvijaju zapaljive plinove

I – nezapaljive tvari koje s vodom razvijaju toplinu

Podjela tvari i roba prema agregatnom stanju i drugim fizikalno-kemijskim osobinama


Teorija gorenja i ga enja

  • Označavanje tvari i roba prema nekim dodatnim osobinama značajnim za zaštitu od požara

  • Tvari i robe stupnja opasnosti V i VI koje pod djelovanjem požara razvijaju otrovne ili zagušljive plinove sadrže dodatnu oznaku Tx – toksične tvari. Oznaka Tx se ne stavlja za tvari stupnja opasnosti I – IV , jer se pri svakom izgaranju u nedostatku kisika stvaraju toksični produkti izgaranja.

  • Tvari i robe svih kategorija opasnosti koje u požaru razvijaju u velikoj mjeri i dim, čime je otežano spašavanje i akcija gašenja, nose dodatnu oznaku Fu (odnosi se samo na tvari koje pri normalnom izgaranju stvaraju veće količine dima).

  • Tvari i robe svih kategorijaopasnosti, koje mogu kontaminirati prostor radioaktivnim zračenjem, nose dodatnu oznaku Ra.

  • Tvari i robe svih kategorijaopasnosti, koje pod djelovanjem požara razvijaju korozivne plinove i pare, nose dodatnu oznaku Co.


Klasifikacija tvari i roba prema pona anju u po aru hrn z co 0051

Klasifikacija tvari i roba prema ponašanju u požaru (HRN Z.CO.005)

  • Primjeri klasifikacija tvari i roba

    AcetilenFx I A Fu

    AsfaltFx III-IV C Fu

    BenzinFx I-II B Fu

    BitumenFx III-IV C Fu

    Drvo krupni komadi Fx IV C

    LakoviFx II B Fu

    NitrolakFx I B

    Prozorsko stakloDx V

    TkanineFx II E

    Ulje za loženjeFx II-III B


Prijevoz opasnih tvari

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI

Klasifikacija opasne robe (tvari)

  • Klasa1.Eksplozivne tvari i artikli

  • Klasa2.Plinovi pod pritiskom, tekući i bez pritiska

  • Klasa3.Zapaljive tekućine

  • Klasa4.1. Zapaljive krute tvari

  • Klasa4.2.Samozapaljive tvari

  • Klasa4.3.Tvari koje u dodiru s vodom proizvode otrovne plinove

  • Klasa5.1.Oksidirajuće tvari

  • Klasa5.2.Organski peroksidi

  • Klasa6.1.Otrovne tvari

  • Klasa6.2.Infektivne tvari

  • Klasa7.Radioaktivni materijali

  • Klasa8.Korozivne tvari

  • Klasa9.Razne opasne tvari i artikli


Prijevoz opasnih tvari1

Table (ploče) opasnosti

23

1965

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI


Listice opasnosti

Listice opasnosti

  • Eksplozivne tvari i predmeti Eksplozivne tvari klase

    klase 1.1 do 1.3 1.4 do 1..6


Listice opasnosti1

Listice opasnosti

  • Klasa 2 - plinovi

    Zapaljivi Nezapaljivi


Listice opasnosti2

Listice opasnosti

  • Klasa 2 – plinovi

    Otrovni


Listice opasnosti3

Listice opasnosti

  • Klasa 3 – zapaljive tekućine


Listice opasnosti4

Listice opasnosti

  • Klasa 4

    4.1 – krute zapaljive 4.2 – krute samozapaljive tvari

    tvari


Listice opasnosti5

Listice opasnosti

  • Klasa 4

    4.3 – krute zapaljive tvari


Listice opasnosti6

Listice opasnosti

  • Klasa 5

    5.1 oksidirajuće tvari 5.2 organski peroksid


Listice opasnosti7

Listice opasnosti

  • Klasa 6

    6.1 otrovne tvari 6.2 infektivne tvari


Listice opasnosti8

Listice opasnosti

  • Klasa 7- radioaktivne tvari

    radioaktivne tvari u radioaktivne tvari u radioaktivne tvari u radioaktivne tvari

    omotima kategorije I,omotima kategorije II,omotima kategorije III,


Listice opasnosti9

Listice opasnosti

  • Klasa 8 – korozivne tvari


Listice opasnosti10

Listice opasnosti

  • Klasa 9 – ostale opasne tvari


Listice opasnosti11

Listice opasnosti

  • Oznaka za prijevoz opasnih tvari na povišenoj temperaturi


Prijevoz opasnih tvari2

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI

  • Značenje identifikacijskih oznaka opasnosti na narančastim pločama


Prijevoz opasnih tvari3

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI

Značenje identifikacijskih oznaka opasnosti


Prijevoz opasnih tvari4

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI

  • Primjeri brojeva opasnosti na narančastim pločama

    20 inertan plin

    223 duboko pothlađen zapaljiv plin

    30 zapaljiva tekućina (s plamištem imeđu 23ºC i 61ºC, npr. D2)

    33 lakozapaljiva tekućina (s plamištem do 23ºC, npr. benzin)

    X423 zapaljiva kruta tvar koja u dodiru s vodom opasno reagira stvaranjem

    zapaljivih plinova

    559 jako oksidirajuća tvar, sklona spontanoj kemijskoj reakciji

    663 jako otrovna tvar, zapaljiva (plamište ispod 61ºC)

    606 zarazna (infektivna tvar)

    78 radioaktivna tvar, korozivna

    X886 jako korozivna tvar, otrovna koja opasno reagira s vodom

    99 razne opasne tvari koje se prevoze na povišenoj temperaturi


Prijevoz opasnih tvari5

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI


Prijevoz opasnih tvari6

PRIJEVOZ OPASNIH TVARI


Teorija gorenja i ga enja

Zahvaljujem na pozornosti

Pitanja ???