Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
FÍSICA DEL FOC, Calor i temperatura, Elements foc, UNE-EN 2:1994, Tipus…
FÍSICA DEL FOC
Calor i temperatura
Calor:
Transferència d'energia entre dos cossos que es troben a diferent temperatura fins que s'arriba a l'equilibri tèrmic. Del cos que té més al que té menys. És una forma d'energia
Joules
calories
1 cal= 4.18J // 1J= 0.24 cal
Termiques
Mecàniques
Quimiques
Nuclears
Electriques
És una altra forma d'energia dels cossos apart de cinètica per exemple (atoms, molecules en moviment=calor)
Temperatura:
Propietat dels cossos que ens indica el seu nivell calorífic
Grau Kelvin
SI
K= ºC + 273
0º K no hi ha calor (mov particules). Fred absolut
cº=-273
K=(F+460)X9/5
Grau Celsius
Grau Fahrenheit
Anglosaxons
F= ºC x 9/5(dona 1.8) + 32
F= K x 9/5 -460
Escala numèrica
Capacitat calorífica
: Quantitat de calor necessària per elevar la T d'un cos en 1 ºC.
J/K
Calor específica:
Quantiatt de calor necessària per elevar 1 º la T d' 1 kg de substància.
J/kg.K (SI) ------ cal/gr.ºC (NO SI)
Calor latent:
Quantitat de calor necessària per produír un canvi d'estat d'1kg de substància.
J/kg
Equilibri tèrmic: Q= m . Ce . Increment Tº
Aplicació de formula directa per a equilibri entre mateixa substància. Formula=Formula (igualtat) per a problemes amb substàncies diferents. Oju cada substància té la seva calor específica (cal saber-la) Ex: Aigua 1 cal, altres metalls per sota de 0.2
Propagació de calor
Conducció: Contacte directe (no cal de la flama sino entre material)
Què diu
Fourier
Proporcional a la S i proporcional a la diferència de tº entre extrems
Convecció: Moviment de matèria entre zones de diferent tº. Líquids i gasos(fluids)
Partícules calentes pugen(pèrdua densitat)
Cicle
Tipus:
Lliure: O natural, moviment per canvis de densitat
Forçada : generació de flux controlat (bombes, ventiladors)
Partícules fredes baixen
Radiació: Propagació a través d'ones electromagnètiques, també en el buit. No necessita medi per propagar-se. Altres dos tipus si. Però aire si és un medi.
Teoria del foc
Combustió:
Reacció QUÍMICA
redox
de caràcter exotèrmic
Foc o flama apareixen en aquelles combustions on els gasos inflamables procedents de la combustió s'inflamen produïnt llum i calor
Combustible
Substància ja sigui sòlida, liquida o gasosa capaç de reaccionar amb un agent oxidant, a partir d'una certa temperatura
Pressió de vapor mes elevada (liquids) més risc
Comburent
Tot agent oxidant capaç de produir una reacció de combustió amb una substància combustible
Foc o flama en llocs amb alt nivell d'oxigen (superior 5 %)
Tres elements necessàris
(TRIANGLE DEL FOC)
Combustible, Comburent, Energia d'activació (calor) :fire:
No es garanteix la continuïtat del foc amb aquests 3 elements
TETAEDRE DEL FOC
Combustible, Comburent, E. activació, Reacció en cadena :fire:
Extingirem un d'aquests 4 elements
Transferència d'electrons entre substàncies (en aquest cas combustible i comburent) que fan de reactius. Hi ha llum i energia
Reacció oxidació
Perdo electrons
Reacció reducció
Guanyo electrons
Comburent: Agent oxidant i reduït / Combustible: Agent oxidat i reductor (perd electrons cedint-los al comburent)
Segons NFPA 30 en relació a la temperatura del combustible EEUU
Punt d'inflamació (flashpoint)
: Temperatura mínima a la que el combustible comença a emanar vapors que en presència d'un focus de calor poden produir combustió.
Sense focus la combustió no es manté
Gasos no
Punt d'ignició (firepoint)
Temperatura a la qual el combustible genera uns vapors que en contacte amb una font de calor es produeix combustió i aquesta es manté encara que es retiri
Hi ha reacció en cadena
Gasos no
Punt d'autoignició
Temperatura mínima a la qual s'ha d'escalfar el material perquè en contacte amb l'aire cremi sense necessitar calor extern.
Gasos cremen independentment de la temperatura
UNE EN 13943
Encesa, inflamació i autoignició. CAT treballa amb nomenclatura nfpa
Combustió de la fusta
Exemple extrapolable a sòlids
Aigua (humitat) que conté el sòlid absorveix la calor fins als 100º
A partir de 100 i fins els 200º s'evapora l'aigua del combustible i aquest s'asseca
En els 200 i fins als 280º, la fusta comença a desprendre gasos inflamables
(procés anomenat piròlisi)
. Aquests gasos en presència d'un focus de calor poden inflamar
Descomposició química endotèrmica
Produeix productes volàtils i genera carbó
No hi intervé l'O2
1/3 de la calor generada escalfa la fusta i l'altre 2/3 es dissipa en l'ambient
Als 500º acaba la piròlisi
Fins als 800º es produeix la combustió incandescent de la capa carbonosa, lenta i duradera
Propagació incendi
Flama contracorrent
Avanç de la flama contrari al flux de gasos
Lenta
Flama concordant
Avanç en direcció al flux de gasos.
Ràpida
Incendi
forestal
Estats de propagació
Aeri
Capçades
Antorxeig
1 more item...
Passiu
1 more item...
Actiu
1 more item...
d'escala
Vegetació d'1.30 fins capçades
Superfície
Vegetació -1.30
També de subsòl
1 more item...
Patrons de propagació
Topogràfic
Propaguen en forma de con, marcats pel relleu, afectats per vents topogràfics, marinades i terrals. Normalment tenen més força durant el dia que a la nit
A més pendent més estirat el perímetre
Conduït pel vent
Incendis ràpids empesos pels vents. Salten discontinuitats i força en funció del vent. Buquen carenes i valls per propagar-se. Intensitat semblant a dia i a nit
30 60º de con, mes estirat més vent
Conduït pel combustible o incendi convectiu
Focs amb molt de combustible. Generació de pirocumulus. Efecte xemeneia. Forma de propagació circular. Focus secundaris per convecció. No propaguen per radiació.
Bossa, dit, flancs, front, cua, llengua, extrem focus sec,
Combustible lleugers o pesat
Vent, humitat, topografia, temperatura
3/3 vent,pendent orientació
Incendi
edificis
Impacte directe
Creix per impacte de les flames cap un altre element combustible
Ignició remota
Creix l'incendi per radiació, afectant altres combustibles dins l'edifici
Diferencies entre propagacions
De les flames
Corrent per un element combustible (ex sofà)
De l'incendi
Altres elements cremen propagant l'incendi
Desenvolupament
Es crea coixí de gasos que limiten el pla neutra (pressió positiva de negativa; visibilitat). A mida que aquest coixí de gasos augmenta va emeten radiació i convecció que ajuden al desenvolupament de l'incendi
El coixí de gasos calents, quan troba una obertura per on poden sortir, surt creant entrada d'aire fresc dins el recinte que alimenta l'incendi
Tenim O2, incendi limitat pel combustible
Si l'incendi en un inici est'a confinat, es menja l'o2 de manera que l'incendi queda limitat per la ventilació(incendi infraventilat). Aquest incendi tindrà poca temperatura i força (depenent del comburent limitant)
No es passa per flashover, ple de CO i productes de combustió incompleta
Si el coixí de gasos creix i agafa una temperatura propera als 590º es dóna el flashover. De manera quasi simultània tots el combustibles propers als coixí s'encenen propagant l'incendi
Flashover
Prou comburent
Per poder créixer
Prou combustible per a coixí de gasos
Indicacions
Coixí fosc i espès
Actiu i poc extès
Alguna ventilació
Elements fen pirolisis
Apareixen a vegades rollovers (s'inflama el coixí de gasos)
Actuació
Refredar coixí. Pulsacions
Antiventilar (tancar)
Fase de transició. Autoignició sobtada generalitza el foc.
Backdraft
Inflamació ràpida(deflagració)provocada per l'entrada d'aire en un espai confinat amb poc O2 amb productes calents d'una combustió incompleta
Combustible queda per sobre del LSI per falta de comburent
Combustió incandescent i latent
Entrada d'aire = entrada en rang
s'encenen els gasos cap a l'exterior (temperatura i pressio)
Incendi t'avisa agafant aire (pulsacions com si respirés) S'actua refredant coixí desde fora si es pot
Diferència entre inflamació i ignició de mínim 4º
oxidació rapida i potencial exotèrmic
reacció combustió
reacció aportació
Elements foc
Combustible
Solid, liquid, gas
Solen tenir hidrogen i carboni
Comburent
Generalment O2
21% atmosfera
78 nitrogen
Clor, fluor, dioxid nitrogen, dioxid de carboni,permagenats,halogens, clorats, bromats, nitrats, percolrats, dioxid de plom, oxid nitrica i substàncies
ADR amb codi perill 5 o etiqueta 5.1
Oxigen
Menys 21%
Combustions incompletes
5% es mantenen combustions incandescents
Pot quedar en estat latent
Rang infl. i velocitat reduits
Més 21%
Augmenta rang infl. i velocitat
24% velocitat es dobla
40% la velocitat es quadriplica
Energia activacio
Fonts termiques, mecaniques, electriques, nuclears i quimiques
Reacció en cadena
Productes intermedis: radicals lliures, responsabls de la propagació del foc
Radicals: atoms o mol.lecules amb electrons desaparellats, formats a partir de la descomposició d'altres partícules a altes temperatures. Molt reactius. Estan a la base del foc
Rang inflamabilitat
PER A SOLIDS I LIQUIDS : Segons generació vapors (gasos combustibles)
LII : Mescla pobra
LSI: Mescla alta
Estequiometrica Rica
Mes proper a LII
Rang infl: entre LII i LSI
Varia segons TEMPERATURA, PRESSIÓ I OXIGEN
Temperatura: Cada 100º baixa el LII i puja el LSI (aixamplament del RI). 8% cada costat
Expansió del gas
O2: LII no varia; LSI puja o baixa en funció si augmenta o disminueix O2
ME també augmenta
Per pressiÓ: Igual que temperatura però LII poc apreciable
UNE-EN 2:1994
B
Líquid
Alguns plastics o ceres facilment liquables
C
Gas
D
Metall
A
Sòlid
Elèctric també perquè s'estan cremant solids
F (K en NFPA)
Olis cuina
Tipus combustió
Sòlids
Incandescents: 5% d'o2. Sense flama, lenta,brases. En la superfície del combustible
Amb flama: Cremen els gasos resultants de la seva descomposició química per temperatura (pirolisi)
sòlids en pols: Gran velocitat de propagació, poden explotar. Molta superficie en contacte al ser pols
Metalls
A temperatures molt altes, reaccions explosives, dificil extinció, aigua desaconsellada
Gasos
No tenen punt d'inflamació ni d'ignició. Les seves combustions seran deflagracions o detonacions quan la mescla estigui en condicions suficients dins el comburent
Líquids
Cremen de fora a dins (pels gasos inflamables que s'evaporen del liquid)
Velocitats propagació
Comb lenta
Ni s'aprecia. Calor a l'ambient. Calor no retorna a la combustió per realimentar-la. Ex: envelliment paper
Detonació
Més de 340 m/s
Ones de pressió amb discontinuïtat, ona de xoc
Explosió
Procés quimic
Exponencial a la carrega, si esta continguda...
Algunes subs poden detonar sense o2
Deflagració
+1m/s. Flaixos. Ones pressió continues
Flama, no explosió
Segueix sent combustió per tant reacció quimica
Comb simple
Vel. inferior a 1m/s
Productes combustió
Temperatura
Es propaga per conducció en sòlids i per convecció en fluids
Quan T és molt elevada principalment es propaga per radiació
Aire humit condueix més el calor. Millor ambient sec
40ºC hipertermic, cop de calor, possible mort
Flames
Són gasos en combustió
Flama premescla
Combustible i comburent barrejats abans de la combustió
Flama de difusió
Es barregen a mida que la combustió té lloc
Exterior de la flama llco ideal
Color groc predominant ja que té poc valor energètic
Colors
Vermell
Tarona
Verd
Blau
Violeta
Daurat
Fe
K, Mg
Hidrocarburs
Cu, Ba
Na, Ca
Liti, Estronci
Fum
Particules solides i liquides
Format per gasos i brea (residu de la pirolisi de materials organics o de destil.lació de quitrans). Visible
Sutge
: Residu sòlid arrossegat pels gasos
Brea:
Residu sòlid produït en la piròlisis d'un orgànic
Cendra=
com sutge però no arrossegat
Pot ser inflamable
Blanc
Groc
Gris
Gris fosc
Negre
Petroli, fibres acríliques,Hidrocarburs
Cautxú
Cel.lulosa, fibra artificial
Sofre, acid clorhidric, acid nitric
Vegetals, ferratges i pinsos (humitat)
Gasos
CO - Monoxid de carboni
Inodor incolor insípid
Molt inflamable
En tots els incendis
Tòxic(adr),asfixiant
Part alta (dr 95%)
CO2 - Dioxid carboni
asfixiant (desplaçament doxigen)
dr 1,5 parts baixes
mort, cefalea,somnolència i confusió
CNH - Acid cianhidric
nitrogen,cautxus,plastics paper
Incolor
Inflamable
Ametlles amargues
Parts altes
nausees vomits dolor abdominal
H2S - Acid sulfhidric
Inflamable
Ous podrits
sofre, pneumatics, llana cautxu
Parts baixes
Deixes d'olorar
SO2 - Dioxid de sofre
Incolor
Molt pesat. 2.2 dr
No inflamable
Asfixiant toxic irritant
NO2 - Dioxid nitrogen
Marronos i rogenques
1.6 dr
No inflamable
NH3 - Amoníac
0.6 dr
llana seda nitrogen polimers
inflamable
olor insuportable
irritació, complicacions pulmonars
CHCHOAcroleïna
Toxic inflamable
irritacio tos hipertensio taquicardia
dr 1.9
COCl2 Fosgen
Incolor insipid
no inflamable
olor a fenc
Molt molt pesat
PVC aillaments, freó
UNE EN ISO 13943 FOC