Hvordan slukker vann ild? Varmeenergi fra brannen overføres til vannet, er det ikke slik det fungerer? Hvordan berøver vann oksygen og stopper forbrenningen? Hvordan er den spesifikke varmen til vann koblet til dette? Hvis vi bruker varmt vann i stedet for kaldt vann, gjør det det gjøre en forskjell?
Kommentarer
- Noen ganger brukes damp til å slukke en brann ved å frata den for oksygen.
- Der er noen gode svar her, men de motsier hverandre. Kan svarerne innlemme referanser til publisert litteratur for å støtte innleggene deres?
Svar
For å opprettholde en brann trenger du tre faktorer: drivstoff, oksygen og varme. Ta bort en av de tre og brannen slukker. Vann fjerner varme. Det meste av dette» å fjerne varme «er fordampningen – omtrent 540 kalorier / gram, så 7 ganger mer varme enn det som er nødvendig for å få vann fra 20 ° C til kokepunktet (med hatten til @Jasper for å påpeke feil verdi i tidligere revisjon av svaret). Så bruk av varmt vann er » en bit «mindre effektiv for kjøling (per enhet tilsatt vann), men ikke så ille som du kanskje tror. Og varmt vann vil skape (relativt) mer damp som faktisk vil forbedre dens rolle som kvelende (skyve atmosfærisk oksygen).
I visse typer ild vil bruk av vann ikke fungere bra (eller «i det hele tatt» «). Det inkluderer branner med flytende drivstoff – vannkraft kan spre drivstoffet i luften, og dermed skjer ikke avkjølingen der brannen skjer (faktisk kan dette gjøre ting verre, siden mange dråper drivstoff nå kan briste i flamme vekk fra base), kjemiske branner (du kan forårsake ytterligere reaksjoner, eller bare øke hastigheten på reaksjonen ved å oppløse komponentene), og branner der drivstoffet vil reagere med vann – for eksempel visse typer metallbranner (f.eks. magnesiumspon, alkalimetaller, og lignende). Du vil heller ikke tilsette vann når det er andre risikoer knyttet til bruken (for eksempel høye spenninger til stede).
Dette er grunnen til at mange «generelle formål» -slukkere har en tendens til å være av typen «fratak av oksygen» – skum, pulver.
Ettertanke basert på BeastRabans svar: når vann blir damp, den er lettere enn luft, med en atommasse på 18 vs 29 for den vanlige oksygen / nitrogenblandingen – men hvis den generelt er kjøligere enn en flamme (mest damp vil være rundt 100 ° C), kan det redusere hastigheten som frisk luft trekkes inn i ilden. Som sådan er det ikke bare et kjølevæske av drivstoffet (som bremser hastigheten på den eksotermiske reaksjonen som finner sted), men også et kvelende, skyver oksygen (eller i det minste bremser ned hastighet som den blir etterfylt med.).
Kommentarer
- @KyleKanos – sant; jeg ‘ div Jeg tror ikke det var nødvendig å si det eksplisitt, men siden du tok det opp, inkluderte jeg det. Jeg prøvde å feile på siden av å gi et fysikksvar uten å bli for kjemisk.
- 80 kalorier per gram er mengden varme som kreves for å smelte is. Mengden varme som kreves for å fordampe vann er 540 kalorier per gram. Mengden varme som kreves for å øke temperaturen på flytende vann fra 20 ° C til 100 ° C er ytterligere 80 kalorier per gram.
- Ikke ‘ t hell aldri vann i en brennende flisbrann: youtube.com/watch?v= EYuQyup0A0M
- Dette er sannsynligvis et godt tidspunkt å knytte dette til emnet uutslukkbare kjemiske branner: pipeline.corante.com/archives/2008 / 02/26 / …
- Selvfølgelig er fordelene av vann fremfor asfyksianter 1) det ‘ er billig og ofte tilgjengelig, og 2) siden folk også trenger oksygen, er det ‘ ingen fare for kvælning feil ting (se: Halogen-automatiserte romslukkere).
Svar
For å opprettholde ild er det sant at du trenger tri-faktoren av oksygen, drivstoff og varme.
Imidlertid slokkingsgran e gjennom bruk av vann, er annerledes enn man skulle tro.
Vann «suger» energi for å endre sin fase, og reduserer dermed varmefaktoren, men den virkelige kjernen ligger i vannet ekspansjonsegenskaper.
Vann er tyngre enn varm luft, og som sådan synker det ned i bålet. Det er ved bunnen av brannen det meste av arbeidet er gjort.
Vannet blir varmet opp, gitt, dette tar opp litt varme, men viktigst av alt blir det til damp. i kraft av denne prosessen utvider vannet seg med en faktor på 300 (eller kanskje 3000? Jeg kan ikke huske det faktoiden fra brannmannsdagen), og tjener til å skape et «teppe» som beveger seg oppover som skiller oksygenet fra brannkilde.
Årsakene til at vann skal unngås når det gjelder elektriske branner eller kjemiske branner, er mange: 1.I elektriske branner er det viktigste at det er strømførende ledninger i nærheten, og bruk av vann kan faktisk øke det berørte området og skape flere ofre / problemer. 2. I kjemiske branner er mange brennemidler / akseleratorer lettere enn vann (for eksempel oljer). Dermed kan bruk av vann faktisk øke omkretsen ved å «konveksjonere» brennbare stoffer ut av inneslutning og inn i et oksygenrikt miljø. 3. Noen kjemiske stoffer, når de blir brent og introdusert i damp, kan bli luftbårne i aerosolformer, mens de vanligvis ikke brenner som sådan, men de kan være farlige alene som giftstoffer osv.
For å oppsummere det opp – den primære bruken av vann som brannslukker skyldes deres evne til å «blåse opp & skille» mer enn noen annen eiendom de har.
Der er andre / foretrukne metoder for brannslukking og slukking, som brukes i dag, helongass, slokkeskum osv. hver er rettet mot et annet (noen ganger til og med 2) aspekt av branntrekanten.
Kommentarer
- Jeg antar at det ‘ er nærmere 3000 ganger, som vanndamp ved romtemperatur er 1200 mindre tett enn vannvæske ved romtemperatur, og varme vil bare tjene til å spre molekylene ytterligere …
- Problemet med flytende branner er ikke ‘ t bare at vann kan » øke det berørte området «. Hvis den brennende væsken ligger vesentlig over det selvantennelige punktet, kan fordampningen av vann omdanne den brennbare væsken til en aerosol som er avkjølt litt, men som fremdeles er varm nok til å antennes ved kontakt med luft, og ikke bare spre bakken. dekket av brannen, men antenner også alt som kan være noen få meter over det.
- Interessant poeng om rollen til damputvidelse for å skyve oksygen bort. Men vær oppmerksom på at vann er lettere enn luft (H2O = 18, blanding av O2 og N2 ~ 30), så jeg mistenker at kjøleeffekten, som vil redusere hastigheten med hvilken luft strømmer opp og bort (» suge » nytt oksygen inn fra siden) er fortsatt veldig viktig – selv om det ‘ delvis er å kjøle drivstoffet , og delvis for å bremse utkastet, det vil si inntak av mer oksygen.
- I henhold til damptabellene mine (aka » Egenskapene til mettet H2O «), ved 100 ° C ved standard atmosfærisk trykk, er vann 1600 ganger tettere enn damp. Dette forholdet avhenger sterkt av temperatur og trykk. Ved 120 ° C ved 1,96 ganger standard atmosfærisk trykk, er vann 840 ganger tettere enn damp.
- OK det gir mening, antar jeg. I grunnleggende brannmannstrening oppgir jeg at de oppgir ganger 3000, men det kan bare ha vært et tilfeldig stort tall … Men jeg husker en eksperimentell utstillingsvindu som viste at den faktiske dynamikken var sann
Svar
Vann hjelper generelt ikke med å slukke en brann. Typiske branner kan imidlertid vellykkes angripes ved bruk av vann alene, da det kan avkjøle drivstoffet ved bunnen av brannen eller generere en dampbarriere mellom atmosfærisk oksygen og det varme drivstoffet.
Vann kan akselerere flytende hydrokarbon branner ved å spre drivstoff.
Vann kan generere eksplosive gassformige blandinger når det påføres noen kullbranner.
Vann kan reagere med noen metaller og kjemikalier for å akselerere brannen direkte.
Vann reagerer eksotermisk med kjernefysisk drivstoffelement som er kledd under ulykkesforhold for å generere eksplosivt hydrogen.
Varmt vann versus kulde vil sannsynligvis ikke ha noen betydning, da den latente fordampningsvarmen vil dominere varmen som er nødvendig for å heve kaldt vann av en gitt temperatur til noe høyere temperatur (over metningspunktet). I tilfelle oksygenfjerning er viktigere enn å avkjøle setet til ilden, kan varmt vann være mer effektivt.