Przewodzenie ciepa Transport ciepa Przewodzenie KONDUKCJA Unoszenie KONWEKCJA
















- Slides: 16
Przewodzenie ciepła Transport ciepła Przewodzenie (KONDUKCJA) Unoszenie (KONWEKCJA) Promieniowanie (RADIACJA) Przewodzenie – kondukcja: proces wymiany ciepła między ciałami o różnej temperaturze pozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Polega on na przekazywaniu energii kinetycznej bezładnego ruchu cząsteczek w wyniku ich zderzeń. Proces prowadzi do wyrównania temperatury między ciałami. Jest to mechanizm występujący w ciałach stałych i cieczach. koniec
Przewodzenie ciepła Transport ciepła Przewodzenie (KONDUKCJA) Unoszenie (KONWEKCJA) Promieniowanie (RADIACJA) Konwekcja (unoszenie ciepła) występuje wtedy, gdy poszczególne makroskopowe cząstki ośrodka, w których odbywa się ruch ciepła, zmieniają swoje położenie. Rozróżnia się przy tym dwa rodzaje konwekcji: swobodną i wymuszoną. Przy konwekcji swobodnej ruch ośrodka jest wynikiem różnic gęstości spowodowanych wzrostem objętości przy ogrzewaniu. Przy konwekcji wymuszonej ruch ośrodka spowodowany jest różnicą ciśnienia ogólnego (w przypadku powietrza może ona być wynikiem działania wiatru lub wentylatorów). Konwekcja zachodzi głównie w cieczach i gazach. koniec
Przewodzenie ciepła Transport ciepła Przewodzenie (KONDUKCJA) Unoszenie (KONWEKCJA) Promieniowanie (RADIACJA) Promieniowanie (radiacja) jest to mechanizm przenoszenia ciepła, który odbywa się na odległość i zachodzi za pośrednictwem fal elektromagnetycznych, przy czym następuje tu dwukrotna zmiana postaci energii, tj. cieplnej na elektromagnetyczną na powierzchni ciała wymieniającego ciepło i elektromagnetycznej na cieplną na powierzchni ciała pochłaniającego ciepło. koniec
Zapalenie, zapłon i samozapalenie Zapalenie polega na równomiernym ogrzaniu materiału do takiej temperatury, w której zapala on się samorzutnie w całej masie bez udziału tzw. bodźca energetycznego. Podatność do zapalenia określa temperatura zapalenia, jest to temperatura, do której należy ogrzać materiał palny, aby zapalił się bez użycia ognia otwartego. Zapłon to zapalenie mieszaniny palnej punktowym bodźcem energetycznym, tylko w bardzo ograniczonej przestrzeni, wokół której powstaje czoło płomienia przemieszczającego się następnie już na całą pozostałość mieszaniny. Temperatura zapłonu jest to najniższa temperatura, do której należy podgrzać ciecz palną, aby nad jej powierzchnią powstała mieszanina par cieczy z powietrzem zdolna do zapalenia się, chociaż na krótką chwilę od przesuniętego płomienia tuż nad jej powierzchnią. Samozapalenie czyli proces zachodzącego w wyniku zmian biologicznych lub fizycznych i chemicznych materiałów, przy czym nagrzewanie się materiałów a następnie ich samozapalenie następuje samorzutnie bez zewnętrznego bodźca energetycznego. koniec
STREFOWY MODEL POŻARU Każdy pożar, niezależnie od tego w jaki sposób został zainicjowany proces spalania, posiada swój początek tak w czasie jaki i w konkretnej przestrzeni. Stąd tez miejsce, w którym powstał pożar określa się mianem ogniska pożaru. Miejsce tym jest zawsze ściśle określony punkt w pomieszczeniu, urządzeniu, aparaturze, instalacji itd. Przestrzeń w której powstał pożar oraz zjawiska mu towarzyszące, mające wpływ na sytuację pożarową, można umownie podzielić na cztery strefy: materiał palny strefa konwekcyjna strefa spalania materiał palny Strefa odd ziaływania cieplnego strefę spalania, strefę konwekcyjną strefę zadymienia strefę oddziaływania cieplnego, ływania a i z d d o a f Stre cieplnego • • strefa zadymienia materiał palny koniec
Strefa spalania to przestrzeń, w której następuje przygotowanie materiałów palnych do spalania (tworzenie fazy gazowej) oraz ich spalania. Parametrami charakteryzującymi strefę spalania są: materiał palny strefa konwekcyjna strefa spalania materiał palny Strefa odd ziaływania cieplnego strefa zadymienia ływania a i z d d o a f e Str cieplnego • temperatura płomieni, • szybkość spalania materiału palnego, • wielkość strefy spalania t. j. objętość i wysokość materiał palny koniec
Strefa konwekcyjna występuje w początkowej fazie pożaru wewnętrznego (do czasu zaistnienia rozgorzenia) oraz w całym okresie pożaru zewnętrznego. Strefę konwekcyjną tworzą unoszące się ku górze gorące produkty spalania, tworząc kształt słupa konwekcyjnego. materiał palny strefa konwekcyjna strefa spalania materiał palny Strefa odd ziaływania cieplnego ływania a i z d d o a f e Str cieplnego strefa zadymienia materiał palny koniec
Strefa oddziaływania cieplnego to część przestrzeni wokół strefy spalania, w której wydzielające się ciepło stwarza niebezpieczeństwo zmian w sytuacji pożarowej i zagrożenie dla ludzi. Za graniczą temperaturę strefy przyjmuje się 60 o. C. Rozmiary strefy zależą w szczególności od: materiał palny strefa zadymienia strefa konwekcyjna strefa spalania materiał palny Strefa odd ziaływania cieplnego rodzaju pożaru (zewnętrzny lub wewnętrzny), wielkości strefy spalania, temperatury spalania, sposobów rozchodzenia się ciepła. ływania a i z d d o a f Stre cieplnego • • materiał palny koniec
Strefa zadymienia (strefa podsufitowa) Strefa zadymienia to przestrzeń wypełniona dymem (gazowe produkty spalania materiałów organicznych, w których rozproszone są cząsteczki stałe i ciekłe procesu spalania). Prowadzenie działań w strefie zadymionej jest utrudnione ponieważ występuje zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. materiał palny strefa konwekcyjna strefa spalania materiał palny Strefa odd ziaływania cieplnego ania w y ł a i z d d Strefa o cieplnego strefa zadymienia materiał palny koniec
Przebieg pożaru wewnętrznego Temperatura Rozgorzenie Faza rozwoju pożaru Faza I Zapłon Faza w pełni rozwiniętego pożaru Faza gaśnięcia pożaru Faza III T 0 - Temperatura otoczenia Czas koniec
Przebieg pożaru wewnętrznego Temperatura Rozgorzenie Faza rozwoju pożaru Faza I Zapłon Faza rozwoju pożaru Od momentu rozpoczęcia spalania (pojawienia się otwartego płomienia) następuje ogrzewanie materiału palnego, zarówno palącego się jak i będącego w sąsiedztwie. Nasila się Faza wydzielanie produktów rozkładu termicznego. Strefa spalania gaśnięcia stopniowo. Faza powiększa się. Ogrzane masy powietrza wędrują ku w pełni pożaru górze powodując wzrost promieniowania cieplnego. Do rozwiniętego zapalenia przygotowują się a następnie zapalają dalsze materiały pożaru palne. Obserwujemy wzrost temperatury. Procesy te przebiegają nierównomiernie, bowiem wiele zależy od możliwości dotarcia w środowisko pożaru powietrza zasobnego w tlen. Faza ta może trwać od kilku do kilkunastu minut. T 0 - Temperatura otoczenia Czas koniec
Przebieg pożaru wewnętrznego Rozgorzenie Temperatura rozgorzenie- przejście I fazy rozwoju pożaru do pożaru w pełni rozwiniętego (faza II) polega na szybkim rozprzestrzenieniu się płomienia z obszaru miejscowego spalania do spalania w całej Rozgorzenie objętości wszystkich materiałów palnych znajdujących się w pomieszczeniu. Czas tego przejścia jest krótki w porównaniu do czasu trwania faz pożaru. Z tego powodu jest ono uważane za (moment) „zdarzenie”, tak jak zdarzeniem jest zapłon. Faza rozwoju pożaru Faza I Zapłon T 0 - Temperatura otoczenia Faza Podczas pożaru pomieszczenia może dojść do sytuacji, w której gaśnięcia całkowite promieniowanie termiczne pochodzące od płomieni, Faza w pełni pożaru gorących gazów i gorących powierzchni pomieszczenia, rozwiniętego spowoduje radiacyjne zapalenie wszystkich palnych powierzchni pożaru w tym pomieszczeniu. To nagłe przejście rosnącego pożaru w pożar w pełni rozwinięty nazywane jest rozgorzeniem’. (Fire Research Station - UK 1993). Nagłe przejście w stan całkowitego zajęcia się ogniem powierzchni podczas pożaru palnych materiałów w pomieszczeniu. (International Standards Organisation - ISO 1990). Czas koniec
Przebieg pożaru wewnętrznego Temperatura Faza w pełni rozwiniętego pożaru Rozgorzenie Po osiągnięciu maksymalnych Faza wzrostu temperatur pożar stabilizuje się i przechodzi pożaru w tzw. stan prawie stacjonarny, co oznacza, że szybkość procesów spalania jest stała. Zapłon Faza w pełni rozwiniętego pożaru Faza gaśnięcia pożaru Faza III T 0 - Temperatura otoczenia Czas koniec
Przebieg pożaru wewnętrznego Temperatura Faza gaśnięcia pożaru Rozgorzenie Stopniowo następuje wyczerpanie się paliwa, co powoduje zmniejszenie szybkości spalania i stopniowy Faza wzrostu spadek temperatur. Zmniejsza się także wymiana pożarurośnie gęstość optyczna dymu. gazowa, natomiast Faza w pełni rozwiniętego pożaru Faza gaśnięcia pożaru Zapłon Faza III T 0 - Temperatura otoczenia Czas koniec
SZYBKIE ROZPRZESTRZENIENIE POŻARU 1. ROZGORZENIE 2. BACKDRAFT 3. ZAPALENIE GAZÓW POŻAROWYCH ROZGORZENIE BACKDRAFT Rozwój pożaru pomieszczenia wywołany ciepłem prowadzący do podtrzymanego spalania i całkowitego zajęcia się ogniem Terminologia opisana kursywą NIE JEST naukowo zatwierdzona lub będąca przedmiotem odniesień SZYBKIE ROZPRZESTRZENIENIE POŻARU zaakceptowana naukowa terminologia ZAPALENIE GAZÓW POŻAROWYCH Zapalenie gazów pożarowych spowodowane wentylacją w następstwie przemieszczenia się powietrza (prąd grawitacyjny) w strefę zawierającą gazy „bogate” w paliwo i źródło zapłonu EKSPLOZJA DYMU OPÓŹNIONY BACKDRAFTT ROZGORZENIE NISKOKALORYCZNE Zapalenie nagromadzonych gazów pożarowych i produktów pirolizy istniejących w stanie palnym lub doprowadzonym do stanu palnego FLASH-FIRE FLAME-OVER SPALANIE GAZU EKSPLOZJA WZBUDZONA PRZEMIESZCZENIEM FLASH-BACK ROZGORZENIE GORĄCEJ, BOGATEJ MIESZANKI ROLLOVER EKSPLOZJA DYMU I GAZÓW POŻAROWYCH EKSPLOZJA GAZÓW POŻAROWYCH koniec
Istnieje szeroki zakres zdarzeń które wygodnie można zgrupować pod nazwą Zapalenie Gazów Pożarowych (ZGP) i takie zjawisko może być ogólnie zdefiniowane jako – „Zapalenie nagromadzonych gazów pożarowych i produktów pirolizy istniejących w stanie palnym lub doprowadzonych do stanu palnego”. Każde takie zapalenie jest zazwyczaj spowodowane poprzez dostarczenie źródła zapłonu do palnej mieszanki gazów; lub poprzez przeniesienie tych gazów do źródła zapłonu; lub przeniesienie mieszaniny gazowej bogatej w paliwo do obszaru zawierającego tlen i źródło zapłonu. Zapalenie to nie jest zależne od zaistnienia prądu powietrza przemieszczającego się w kierunku źródła zapłonu, które jednoznacznie uważa się za backdraft. koniec