SAGOREVANJE - FUZIČKO-HEMIJSKI ASPEKTI

Pod pojmom sagorevanja podrazumeva se složen fizičko-hemijski proces zasnovan na veoma brzim reakcijama oksidacije koje su praćene obrazovanjem odgovarajućih produkata, oslobađanjem toplote i emitovanjem svetlosti.

Sagorevanje je u stvari proces oksidacije, tj. spajanja zapaljive materije sa kiseonikom iz vazduha, ili nekim drugim oksidatorom, pri čemu se iz zapaljive materije oslobađa hemijski vezana toplota. Međutim, svako spajanje materije sa kiseonikom iz vazduha ne mora da bude proces sagorevanja. Da bi došlo do sagorevanja, gde se odvija proces oksidacije koji je praćen pojavom svetla, potrebno je da temperatura bude viša od temperature paljenja zapaljive materije, što zavisi od toga koliko se brzo odvija hemijska reakcija oksidacije tj. kolika je energija aktivacije reagujućih materija.

Da bi otpočeo proces oksidacije, neophodno je aktivirati molekule reagujućih materija, što se u praksi najčešće postiže dovođenjem određene količine toplotne energije. Pri dovoljnoj količini toplotne energije međumolekularne veze u molekulima zapaljive materije slabe, što ima za posledicu raspadanje molekula na atome, od kojih kasnije nastaju novi molekuli. U stvaranju novih molekula aktivnu ulogu igra kiseonik iz vazduha, čiji se molekuli takođe aktiviraju. Sagorevanje u prisustvu kiseonika uključuje čitav niz reakcija sa radikalima, kao što su vodonik peroksid (HOO·), hidroksilni radikal (OH·), hidroperoksid (O2−), ugljen monoksid, jednoatomni kiseonik, itd.

Da bi se pokrenulo sagorevanje, potrebno je prvo pretvoriti molekul kiseonika u dva atoma kiseonika. Ta prelazna reakcija ima visoku energiju aktivacije, koja je mnogo manja od energije potrebne za disocijaciju molekula na slobodne atome. Aktivni molekuli kiseonika lako stupaju u reakciju sa molekulima zapaljivih materija obrazujući pri tome superokside i hidroperokside. Zahvaljujući visokoj osetljivosti na toplotnu i mehaničku energiju, obrazovani molekuli se lako raspadaju gradeći pri tome nove materije koje, u slobodnom stanju nezasićenih valentnih veza, postaju aktivni centri nastajanja novih reakcija.

KLASIFIKACIJA (VRSTE) PROCESA SAGOREVANJA1. prema svojstvima zapaljive smeše: Homogeno- zapaljiva materija i oksidator imaju isto agregatno stanje (sagorevanje

gasova). Heterogeno- zapaljiva materija i oksidator se nalaze u različitim agregatnim stanjima,

2. prema načinu rasprostiranja plamena u smeši zapaljivih gasova i vazduha: Stacionaran- prostorni položaj plamena fiksiran,

Stacionaran plamen je karakterističan za Bunzenov gorionik, gde je prostorni položaj plamena fiksiran. Sagorevanje sa stacionarnim plamenom, u zavisnosti od odnosa zapaljive materije i oksidatora, može biti potpuno i nepotpuno.

Nestacionaran- plamen se pomera po prostoru,

3. prema načinu obrazovanja zapaljive smeše:• Kinetičko- kiseonik i zapaljiva materija dolaze u zonu sagorevanja kao prethodno

pripremljena smeša.• Difuzno- vazduh prodire u zonu sagorevanja usled molekularne difuzije, koja je uslovljena

razlikom pritisaka vazduha u okolnoj sredini i u zoni sagorevanja, i po pravilu, predstavljaju difuzno sagorevanje.

4. prema brzini rasprostiranja plamena: Normalan, eksplozivan i detonacioni.

OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE POŽARA

POŽAR je kompleks fizičko-hemijskih pojava, čiju osnovu čini nestacionarni proces sagorevanja koji se odigrava u vremenu i prostoru, i za čije je odvijanje neophodno prisustvo zapaljive materije, oksidatora i izvora paljenja. Požar je proces nekontrolisanog sagorevanja koji se odvija izvan, za tu svrhu, predviđenog mesta, tj. prostora, mimo volje čoveka. Pored materijalnih gubitaka, praćen je i ugrožavanjem fizičkog integriteta čoveka što veoma često rezultira ljudskim žrtvama. Svaki požar prati obrazovanje gasovitih, tečnih ili čvrstih produkata sagorevanja, oslobađanje toplote i emitovanje svetlosti. Na slici je šematski prikazano odigravanje požara i nastajanje produkata.

ŽARIŠTE POŽARA - mesto, tj. prostor najintenzivnijeg sagorevanja čije je odigravanje uslovljeno postojanjem osnovnih uslova kao što su: prisustvo zapaljive materije, neprekidno doticanje vazduha, tj. kiseonika, i neprekidno oslobađanje toplote neophodne za održavanje procesa sagorevanja. Narušavanje bilo kojeg od navedenih uslova ima za posledicu prekid sagorevanja. Žarište požara je relativan pojam. U početnoj fazi razvoja, žarište požara zahvata mali deo prostorije ili neki od predmeta koji se nalazi u njoj (početno žarište). Kod razvijenih požara unutar građevinskih objekata, žarište može biti čitava prostorija zahvaćena vatrom.

FAZE RAZVOJA POŽARASam razvoj požara može se posmatrati kroz tri karakteristične faze: Faza razvoja požara- karakteriše se stalnim širenjem početnog žarišta požara i zahvatanjem

preko 80% prisutnog zapaljivog materijala. Da bi došlo do toga potrebno je doći do

zagrevanja zapaljivog materijala, koje se odvija kroz razne procese sagorevanja kao što je tinjanje, sagorevanje uz pojavu plamena ili zračenje. Ovu fazu možemo nazvati početnom gde se javlja početak razvoja požara-paljenje. Faza razvoja požara počinje od malog požara koji je moguće lokalizovati u prostoru.

Faza razvijenog požara – prelazak požara u ovu fazu predstavlja razvijen požar u kome su svi zapaljivi materijali u prostoriji zahvaćeni požarom –flashover. U ovoj fazi posle dostizanja maksimalne brzine sagorevanja prisutnog masenog požarnog opterećenja, proces se karakteriše stalnim prisustvom plamena i konstantnom brzinom izgaranja mase.

Faza dogorevanja - karakteriše se naglim opadanjem brzine sagorevanja još uvek nesagorelih zapaljivih materijala i elemenata građevinskih konstrukcija tinjanjem. Kraj ove faze je gašenje požara koje nastaje usled sagorevanja celokupne količine masenog požarnog opterećenja (zapaljivih materijala) u prostoriji

NEUTRALNA RAVAN- površinu u kojoj je pritisak unutar prostorije (objekta) jednak je atmosferskom pritisku tj. Razlika pritisaka produkata u prostoriji i atmosferskog pritiska jednaka je nuli. Kod unutrašnjih požara, proces razmene masa gasovitih frakcija i položaj neutralne ravni uslovljeni su uglavnom položajem, visinom i zapreminom prostorije, kao i brojem (stepenom otvorenosti) i položajem prisutnih otvora (vrata, prozora, ventilacionih otvora, svetlarnika itd.).

POŽARNO OPTEREĆENJE

1. Pod toplotnim požarnim opterećenjem, podrazumeva se vrednost ukupne toplotne energije koja se može osloboditi pri sagorevanju zapaljivog materijala prisutnog u prostoriji (proizvodnoj hali, magacinu, požarnom sektoru ili čitavom objektu) odnosno na otvorenom prostoru. Požarnim opterećenjem su obuhvaćeni i zapaljivi konstruktivni elementi objekta.

2. Pod masenim požarnim opterećenjem podrazumevaju se sve zapaljive materije prisutne u prostoriji i one koje su ugrađene u njene građevinske konstrukcije. Ukupno maseno požarno opterećenje prostorije određuje se kao suma konstantnih i promenljivih komponenata. Konstantno maseno požarno opterećenje obuhvata sve zapaljive materije ugrađene u građevinske konstrukcije i enterijer prostorije. Promenljivo maseno požarno opterećenje obuhvata zapaljive materije ugrađene u inventar prostorije. U zavisnosti od razmeštaja masenog požarnog opterećenja, sve prostorije, nezavisno od namene, mogu biti podeljene u dve grupe.

1. prostorije u kojima je maseno požarno opterećenje locirano na jednom ili više delova površine poda. U tom slučaju, do sagorevanja dolazi samo na pojedinim delovima poda prostorije. Maseno opterećenje prostorije Krr izračunava se izrazom:

K ρs=mpo

ρ0 H sl ∑S p

mpo - masa požarnog opterećenja raspoređenog po pojedinim delovima poda prostorije, ρo - srednja gustina materijala koji ulazi u sastav masenog požarnog opterećenja, Hsl - srednja visina sloja u kome je raspoređeno maseno požarno opterećenje, SSp - ukupna površina poda na kome je raspoređeno maseno požarno opterećenje.

2. prostorije u kojima maseno požarno opterećenje zauzima veći deo površine poda, tako da se sagorevanje javlja na celokupnoj površini, a maseno opterećenje prostorije izračunava pomoću izraza:

K ρr=m po

ρ0 H sl Sp

gde je: Sp - površina poda prostorije.

ZONE POŽARA1. Zona sagorevanja- poklapa se sa zapreminom difuzne baklje plamena u kojoj se odigravaju procesi termičkog razlaganja čvrstih zapaljivih materija, isparavanja tečnosti i sagorevanja gasova i para. Kod požara u zatvorenom prostoru, pomenuta zona je obično ograničena građevinskom konstrukcijom objekta, zidovima rezervoara i slično.

2. Zona toplotnog dejstva – nadovezuje se na zonu sagorevanja, u čijim se okvirima odigravaju procesi toplotne razmene između površine plamena i okolne sredine, zapaljivog materijala, građevinskih konstrukcija itd. Razmena toplote između žarišta požara i okolne sredine ostvaruje se: Provođenjem - U početnoj fazi razvoja požara u zatvorenom prostoru, prenošenje toplote iz

požarom zahvaćene prostorije na susedne prostorije ostvaruje se provođenjem preko građevinskih i ostalih konstrukcija.Prevođenje toplote od jedne čestice na drugu vrši se tako što čestice koje pripadaju toplijem sloju tela i imaju veću brzinu kretanja sudaraju se sa česticama koje pripadaju hladnijem sloju istog tela, predajući im deo svoje kinetičke energije.

Strujanjem - Kod razvijenih požara u zatvorenom prostoru, prenošenje toplote strujanjem (konvekcijom) je izraženije nego kod požara na otvorenom prostoru. I do 75% oslobođene toplote kod otvorenih požara predaje okolnoj sredini strujanjem, jer se predaje gornjim slojevima atmosfere. Strujanje (konvekcija) fluida postoji kada je temperatura, a time i gustina, različita u raznim slojevima fluida, usled čega dolazi do njegovog strujanja i prenošenja toplote - prirodno strujanje. Pored prirodnog, strujanje fluida se može ostvariti i prinudnim putem (pumpom, ventilatorom itd.). U tom slučaju reč je o veštačkom ili prinudnom strujanju. Kod nekontrolisanih procesa sagorevanja, prenošenje toplote strujanjem se ostvaruje međusobnim kontaktom (dodirom) obrazovanih produkata sagorevanja i zapaljivog materijala tj. konstruktivnih elemenata tehnoloških postrojenja i građevinske konstrukcije.

Zračenjem - Sve do momenta intenzivnog zadimljavanja, zračenje je osnovni način prostiranja toplote od površine plamena na okolnu sredinu prostorije zahvaćene požarom.

Zračenje (radijacija) toplote rezultat je unutaratomskih promena koje se ispoljavaju u različitim oblicima energije, prvenstveno toplotne. U ovom slučaju zračenje se javlja kao rezultat pretvaranja jednog dela unutrašnje toplotne energije u energiju zračenja.

Uticaj svakog od pomenutih načina prenošenja toplote na razvoj požara menja se sa vremenom i zavisi od brojnih faktora.

3. Zona zadimljavanja- prestavlja zapravo produkte sagorevanja se izdižu u vidu konvektivne struje iznad zone sagorevanja i u gornjem delu prostorije (ispod tavanice) obrazuju sloj dima. Posle odgovarajućeg porasta pritiska, zagrejani gasoviti produkti sagorevanja struje iz požarom zahvaćene prostorije kroz različite prolaze i otvore u spoljašnju atmosferu ili susedne prostorije. Njen obim uslovljen fizičko-hemijskim osobinama požarom zahvaćenih zapaljivih materija, širenjem produkata sagorevanja i razmenom mase gasovitih frakcija sa spoljašnjom sredinom.Na otvorenom prostoru, obim zone zadimljavanja zavisi uglavnom od fizičko-hemijskih osobina, intenziteta i brzine sagorevanja zapaljivih materija, razlike između temperature okolnog vazduha i temperature u zoni sagorevanja, kao i brzine strujanja obrazovanih gasovitih produkata.

DIM - predstavlja disperzni sistem gasovitih, tečnih i čvrstih produkata sagorevanja. Nastaje razgradnjom zapaljive materije. Zbog sadržaja određenih toksičnih materija, dim ima štetno dejstvo na organizam čoveka. Dim smanjuje vidljivost, otežava orijentaciju, poseduje određena korozivna svojstva itd.

USLOVI ZA NASTAJANJE POŽARA

1.Neophodni ulovi – prisustvo zapaljive materije, oksidatora (najčešće kiseonik iz vazduha), i izvor paljenja. Navedeni uslovi čine sistem poznat u terminologiji požara pod nazivom "požarni trougao". Ukoliko nije prisutna bilo koja od navedenih komponenata sistema, do sagorevanja ne može doći.

2. Dodatni uslovi – prestavljaju neposredni kontakt između navedenih neophodnih uslova i neprekidni dotok oksidatora, kao i udaljavanje obrazovanih produkata iz zone sagorevanja. Dodatni uslovi uslovljeni su fizičko-hemijskim osobinama zapaljive materije, karakteristikama izvora paljenja, prirodom oksidatora i drugim faktorima.

KLASIFIKACIJA ZAPALJIVIH MATERIJA1.Klasifikacija zapaljivih materija- sa aspekta preventvne zaštite od požara:

Zapaljive materije - materije koje se pod normalnim uslovima (temperatura 0oC i pritisak 101325 Pa) mogu zapaliti. Po uklanjanju izvora paljenja, zapaljive materije nastavljaju da gore sve do svog potpunog sagorevanja.

Teško zapaljive materije - materije koje se pod dejstvom plamena pale ili tinjaju. Proces njihovog sagorevanja prestaje po uklanjanju plamena.

Nezapaljive materije - materije koje se pri normalnim uslovima, pa čak i pri povišenoj temperaturi, ne mogu zapaliti.

2. Klasifikacija prema agregatnom stanju: gasovite materije, tečne materije i čvrste materije.

3. Klasifikacija na osnovu fizičko-hemijskih osobina materije: eksplozivne materije samozapaljive materije materije koje pri sagorevanju oslobađaju zapaljive i otrovne produkte

oksidaciona sredstva nezapaljive materije koje sa vodom grade zapaljive gasove, i nezapaljive materije koje u dodiru sa vodom oslobađaju toplotu.

4. Klasifikacija prema vrsti potencijalne opasnosti: materije koje sadrže rizik od hemijske i fizičke eksplozije – oznaka Ex materije koje direktno ili indirektno mogu učestvovati u procesu sagorevanja, uz oslobađanje

toplote i zapaljivih produkata razlaganja, ubrzavanje procesa sagorevanja (oksidaciona sredstva) ili oslobađanje zapaljivih gasova ili toplote u dodiru sa vodom- oznaka Fx,

materije koje nisu lako zapaljive, ali se u uslovima sagorevanja (pod dejstvom vatre, dima ili vode za gašenje) mogu relativno brzo i lako oštetiti (destrukcija materijala).- oznaka Dx.

5. Klasifikacija u zavisnosti od stepena opasnosti, grupišu se u odgovarajuće klase: klasa opasnosti I (veoma lako zapaljive i brzo sagorive materije) klasa opasnosti II (lako zapaljive i brzo sagorive materije) klasa opasnosti III (zapaljive materije) klasa opasnosti IV (sagorive materije) klasa opasnosti V (teško sagorive materije), i klasa opasnosti VI (nezapaljive materije).

FIZIČKO-HEMIJSKE OSOBINE ZAPALJIVIH MATERIJA

Temperatura bljeska (zapaljivosti) - najnižu temperaturu materije na kojoj se iznad njene površine obrazuju gaso- ili paro-vazdušne smeše sposobne da bljesnu pri postojanju odgovarajućeg izvora paljenja. Pri tome ne dolazi do ustaljenog procesa sagorevanja materije.

Temperatura paljenja - najnižu temperaturu na kojoj se ta materija, u obliku gasa, pare, magle ili prašine, pomešanih sa vazduhom (oksidatorom), može zapaliti uz pomoć odgovarajućeg spoljašnjeg izvora.

Temperatura samopaljenja - najnižu temperaturu do koje je potrebno zagrejati zapaljivu materiju (gas, paru, maglu ili prašinu), da bi se ona u daljem procesu samooksidacije zagrejala i zapalila bez spoljašnjeg izvora paljenja. Samozagrevanje materije moguće je samo onda kada je količina oslobođene toplote u procesu oksidacije veća od toplote koja se predaje okolnoj sredini. Temperatura samopaljenja nije konstantna veličina već zavisi od količine oslobođene toplote i produkata intermedijalnih reakcija koje prethode samopaljenju, od uslova razmene toplote i mase između sistema i okolne sredine, od zapremine sistema, koncentracije njegovih komponenata itd.

Temperatura tinjanja- je najniža temperatura na poršini zagrejane podloge pri kojoj dolazi do paljenja 5 mm debelog sloja nataložene prašine.

Toplotna moć (toplota sagorevanja) - količinu toplote koja se oslobađa pri potpunom sagorevanju jedinice mase zapaljive materije.

Minimalna energija paljenja - najmanju količinu energije koju treba dovesti nekoj zapaljivoj materiji, pomešanoj u određenoj koncentraciji sa vazduhom i zagrejanoj do temperature paljenja, da bi se ona zapalila. Minimalna energija paljenja koristi se kao kriterijum za odgovarajuću klasifikaciju smeša zapaljivih gasova, para zapaljivih tečnosti i zapaljivih prašina sa vazduhom.

Granice zapaljivosti (eksplozivnosti) gaso-, paro- i prašino-vazdušnih smeša. Proces sagorevanja u homogenim smešama zapaljivih gasova, para zapaljivih tečnosti i zapaljivih prašina sa vazduhom ili kiseonikom moguć je samo u određenim granicama njihovog sastava. Pomenute granice se označavaju kao koncentracione granice zapaljivosti (eksplozivnosti), na: donju granicu zapaljivosti - najmanja koncentracija zapaljive komponente u vidu gasa,

pare,.magle ili prašine, koja u smeši sa vazduhom ili kiseonikom može da se zapali, gornju granicu zapaljivosti - najveća koncentracija zapaljive komponente u vidu gasa, pare,

magle ili prašine, koja u smeši sa vazduhom ili kiseonikom još uvek može da se zapali interval zapaljivosti - interval između donje i gornje granice zapaljivosti

SAGOREVANJE ZAPALJIVIH GASOVAOpasnost od eksplozivnog sagorevanja smeše zapaljivog gasa sa vazduhom obrnuto je proporcionalna vrednosti donje granice eksplozivnosti zapaljive komponente, a direktno proporcionalna vrednosti njene gornje granice eksplozivnosti.

SAGOREVANJE ZAPALJIVIH TEČNOSTISagorevanje tečnosti je proces koji se u suštini svodi na sagorevanje gasovite materije, pošto u procesu njenog sagorevanja gore pare koje se obrazuju iznad njene površine. Sa aspekta zapaljivosti i sagorevanja, najbitnije svojstvo tečnosti je njeno isparavanje, tj. obrazovanje zapaljivih smeša para zapaljive tečnosti sa oksidatorom iznad njene površine. Na sobnim temperaturama, kinetička energija kretanja molekula tečnosti takva je da se oni kreću samo u tečnoj fazi i da nisu u stanju da je napuste. Međutim, pri svakoj temperaturi postoje i molekuli koji imaju znatno veću kinetičku energiju od prosečno zastupljene, koji se otkidajuse od površine tečnosti i prelaze u prostor iznad nje obrazujući njenu paru. Pritisak koji zasićena para dostiže iznad površine tečnosti zavisi od temperature i prirode tečnosti.

Kada je reč o eksplozivnim paro-vazdušnim smešama koje nastaju isparavanjem zapaljivih tečnosti, potrebno je poznavati najnižu temperaturu (temperaturu bljeska) pri kojoj se iznad površine tečnosti obrazuje njena para u koncentraciji koja odgovara donjoj granici eksplozivnosti. To znači da ako u nekom prostoru postoje zapaljive tečnosti, do obrazovanja eksplozivnih smeša može doći mešanjem para zapaljivih tečnosti sa vazduhom samo ako su ispunjeni uslovi za njihovo isparavanje.

SAGOREVANJE ZAPALJIVIH PRAŠINAU procesu prerade čvrstih zapaljivih materija može doći do stvaranja veoma sitnih čestica prašine, koje sa vazduhom mogu stvoriti eksplozivnu smešu, kao što su na primer ugljena prašina, sumporna prašina i prašina aluminijuma. Mnoge materije (aluminijum, magnezijum,

cink itd.) u kompaktnom stanju ne sagorevaju. Međutim, prašine aluminijuma, magnezijuma i cinka u smeši sa vazduhom mogu čak i eksplozivno sagorevati. Opasnost od eksplozivnog sagorevanja prašine raste sa smanjenjem čestica prašine.

U zavisnosti od stanja, kod svih prašina treba razlikovati dve temperature samopaljenja. Temperatura samopaljenja aerogela znatno je manja od temperature samopaljenja aerosola. Ovo se objašnjava većom koncentracijom zapaljive komponente kod aerogela i manjim toplotnim gubicima u procesu njihove oksidacije.

OKSIDATORPored zapaljive materije i odgovarajućeg izvora paljenja, proces sagorevanja uslovljen je i prisustvom oksidatora. Najčešći oksidator u procesu sagorevanja je kiseonik. Osim njega, kao oksidatori se javljaju: hlor, brom i čitav niz materija koje u svom sastavu sadrže hemijski vezan ili slobodan kiseonik.

Pri normalnoj količini kiseonika u vazduhu, sagorevanje većine zapaljivih materija odvija se određenom, relativno umerenom brzinom. Sa neznatnim povećanjem koncentracije kiseonika u vazduhu, sagorevanje postaje intenzivnije. Smanjenje koncentracije kiseonika u vazduhu usporava proces sagorevanja. To se objašnjava činjenicom da promena koncentracije kiseonika u vazduhu utiče na granice eksplozivnosti zapaljivih materija. U slučaju kada koncentracija kiseonika u vazduhu padne ispod 12 vol% proces sagorevanja se prekida.

U zavisnosti od prisutne količine vazduha tj. kiseonika, proces sagorevanja može biti: 1. potpuno sagorevanje - sagorevanje njenih osnovnih gorivih elemenata, najčešće vodonika i ugljenika, uz prisustvo dovoljne količine vazduha (kiseonika). Pri tome se dobijaju produkti potpune oksidacije ovih elemenata, odnosno vodena para (H2O) i ugljendioksid (CO2). 2. Nepotpuno sagorevanje nastaje usled nedostatka potrebne količine vazduha (kiseonika) za potpuno sagorevanje. U tom slučaju, kao produkt nepotpune oksidacije ugljenika obrazuje se ugljenmonoksid (CO) koji ima izraženo toksično dejstvo. Nepotpuno sagorevanje karakterišu crni dim i čađ.

IZVORI PALJENJA1. Otvoren plamen je terminološki prihvaćeni naziv za gasovitu sredinu (uključujući i dispergovane kondenzovane produkte sagorevanja) u kojoj se odigravaju brojne fizičko-hemijske transformacije reaktanata. Opasnost od eksplozija i požara u prisustvu plamena potiče od njegove povišene temperature i dejstva na prisutne zapaljive materije, gde svaki kontakt otvorenog plamena sa zapaljivim, tj. eksplozivnim smešama dovodi do njihovog inicijalnog paljenja. Opasnost od otvorenog plamena ne potiče samo od njegovog neposrednog kontakta sa zapaljivom materijom već i od pratećeg zračenja. Intenzitet zračenja plamena Izp, određuje se na osnovu izraza:

gde su:σo-Stefan - Boltzmannova konstanta, čija vrednost iznosi es- stepen crnoće sistema, koji se izračunava na osnovu izrazaTb- temperatura baklje plamena, Tsp- temperatura samopaljenja zapaljive materije, jzr- koeficijent zračenja između emisione i ozračene površine.

2. Užarene materije se obrazuju zagrevanjem čvrstih materija do usijanja, koje iniciraju paljenje eksplozivnih smeša ili zapaljivih materija jer im je temperatura najčešće veća od temperature paljenja. Na primer, užarene čestice (kapi metala) nastale pri zavarivanju i rezanju metala predstavljaju specifičan i veoma čest izvor paljenja eksplozivnih smeša i zapaljivih materija. Pod zavarivanjem se podrazumeva način spajanja uglavnom istorodnih metala. Ostvaruje se tako što se delovi metala zagreju do temperature topljenja, a zatim dovode u što bliži kontakt. Prema vrsti izvora toplote, najčešće se susreću sledeće vrste zavarivanja: autogeno zavarivanje, elektrolučno zavarivanje, termitno zavarivanje. Opasnost od požara i eksplozija, u zavisnosti od vrste zavarivanja, javlja se usled pojave: električnog luka, užarenih čestica (kapi) metala i užarenih ostataka elektroda.

U dodiru sa zapaljivom materijom užarene čestice predaju toj materiji svoju energiju na jedan od pomenutih načina prenošenja toplote i pri tome temperatura užarenih čestica opada, tj. dolazi do njihovog postepenog hlađenja. U ovom slučaj požar započinje tinjanjem zapaljive materije i pojavom plamena nakon dužeg vremena, dok se njihov kontakt sa smešama zapaljivih gasova, para zapaljivih tečnosti i zapaljivih prašina obično završava eksplozijom.

3. Zagrejane površine - svaka površina zagrejana do određene temperature predstavlja potencijalni izvor paljenja eksplozivnih smeša i zapaljivih materija. Primeri: zagrejane površine tehnoloških postrojenja u kojima se realizuju egzotermni procesi, elektrouređaji, pojedine vrste ležajeva, stakleni baloni električnih svetiljki, grejna tela, parovodi itd. Opasnost od požara i eksplozija pri korišćenju električnih svetiljki sa užarenim vlaknom uslovljena je mogućnošću kontakta zapaljive materije i eksplozivne smeše sa njenim staklenim balonom zagrejanim iznad temperature njihovog samopaljenja.

4. Mehaničke (frikcione) varnice - veoma su opasne zato što se ne mogu izbeći zbog svog nepredvidljivog karaktera, a najčešće nastaju pri pojavi udara i trenja, a varnice koje od njih potiču predstavljaju do usijanja užarene čestice metala. Njihove dimenzije najčešće ne prelaze 0,5 mm, dok im je temperatura obično identična temperaturi topljenja metala. Temperatura varnice koja nastaje pri sudaru tela izgrađenih od raznorodnih metala, koji mogu međusobno da stupe u egzotermnu hemijsku reakciju, veća je od temperature topljenja zastupljenih metala.

5. Električna energija- predstavljaju izvor paljenja zbog lošeg projektovanja, izvođenja, upotrebe i održavanja elektroenergetskih instalacija. Poznato je da se električna struja pri prolasku kroz elektroenergetske instalacije delimično transformiše u toplotnu energiju. Ta toplota može zagrejati elektroenergetske instalacije i uređaje i do temperatura na kojima se mogu zapaliti zapaljivi materijali koji su u kontaktu sa njima. Sve pojave koje mogu predstavljati izvor paljenja a javljaju se pri korišćenju ili oštećenju električnih instalacija i uređaja: zagrevanje električnih provodnika, namotaja i drugih uređaja usled preopterećenja zagrevanje električnih kontakata usled velikih prelaznih otpora, što obično dovodi do paljenja

izolacije kratak spoj - pojava u elektroenergetskim instalacijama pod naponom u kojima preko malog

otpora dolazi do međusobnog spajanja bilo kojih tačaka električnih vodova različitih naelektrisanja. Do pojave kratkih spojeva u praksi najčešće dolazi usled oštećenja izolacije električnih provodnika. Ukupan otpor električnog strujnog kruga u trenutku kratkog spoja naglo se smanjuje, što dovodi do povećanja jačine struje u odnosu na nominalnu. Kao rezultat protoka struje većeg intenziteta dolazi do zagrevanja provodnika iznad odgovarajuće temperature samopaljenja te zapaljive materije, ali i to da trajanje kratkog spoja bude veće od vremenskog intervala neophodnog za zagrevanje zapaljive materije do temperature čija brojna vrednost iznosi 80% od temperature njenog samopaljenja.

električne varnice i električni luk - javljaju u neposrednoj blizini lakozapaljivih i eksplozivnih materija. Električni luk ima temperaturu od 1500 do 4000 oC tako da neposrednim dodirom ili zračenjem može zapaliti bilo koji zapaljivi materijal. Varnice električnog porekla mogu biti: varnice koje su pri normalnom radu izazvane samoindukcijom, uključivanjem i isključivanjem električnog kola i varnice koje nastaju usled oštećenja električnih uređaja i aparata

upotreba elektrotermičkih uređaja .

6. Statički elektricitet prisutan kod velikog broja tehnoloških procesa. Najčešće nastaje pri preradi, transportu i skladištenju rastresitih materijala, visokorafiniranih zapaljivih tečnosti i pretakanju plinova. Naelektrisanje prašine takođe predstavlja oblik pojave statičkog elektriciteta. Smeša prašine i vazduha često se naelektriše usled udaraca i trenja prilikom vazdušnog strujanja. Opasnost od pojave eksplozija i požara usled naelektrisanja prašine raste sa smanjenjem dimenzija njenih čestica. Statičko naelektrisanje u praksi najčešće nastaje: trenjem dvaju tela, kidanjem kontakta između dva tela, i elektrostatičkom indukcijom, koja se ogleda u činjenici da je približavanje jednog naelektrisanog tela drugom neutralnom telu praćeno njegovim naelektrisanjem suprotnog znaka. Da bi došlo do pražnjenja (varnice) između dva naelektrisana tela potrebno je da jačina električnog polja bude veća od kritične.

Statičko naelektrisanje čoveka. Realnu mogućnost paljenja eksplozivnih smeša predstavlja i sam čovek čije telo i odeća zbog svojih dielektričnih osobina mogu da nagomilaju statički elektricitet. Napon između čoveka i okolnih predmeta može da dostigne veličinu i do desetina hiljada volti. Čovek se naelektriše indukcijom ili prilikom kretanja, usled slabe provodljivosti tela,

međusobnog trenja delova odeće i rublja ili delova rublja i tela, hodanja u cipelama sa đonom od gume i hodanja po izolovanim podovima. Opasnost od statičkog elektriciteta posebno je izražena kod osoba koje se naizmenično kontaktno naelektrišu i prazne pri radu sa pokretnim dielektričnim materijalima.

7. Samozapaljivost je vremenski proces koji obično započinje pri normalnoj ili nešto povišenoj temperaturi i koji se nakon akumuliranja veće količine toplote i odgovarajućeg zagrevanja završava paljenjem materije. Njegova je suština u odigravanju egzotermnih reakcija samooksidacije, koje uglavnom započinju apsorpcijom kiseonika na slobodnoj površini materije. Pomenuti proces je karakterističan za materije biljnog porekla, masti i ulja, pojedine vrste uglja itd. U materije koje se pale u dodiru sa vazduhom spadaju beli fosfor, fosforvodonik, sveže proizveden drveni ugalj, sulfidi metala, prašine cinka, aluminijuma, magnezijuma itd. Od materija koje se pale u dodiru sa vodom treba spomenuti alkalne metale (kalijum, natrijum), kalcijum karbid itd.

8. Prirodne pojave koje mogu dovesti do požara i eksplozija su: Direktan udar groma - Opasnost od požara pri direktnom udaru groma javlja se usled

neposrednog kontakta koji se u trajanju od oko 100 ms ostvaruje između zapaljive materije i kanala groma u kome temperatura dostiže i do 20000 oC. Direktan udar groma prouzrokuje paljenje svih zapaljivih materija i eksplozivnih smeša.

Sekundarno dejstvo groma - Opasnost od sekundarnog dejstva groma ogleda se u pojavi varničnih pražnjenja, koja su posledica elektromagnetne indukcije groma na konstrukcije tehnoloških postrojenja i instalacija, građevinskih objekata itd. Energija takvog varničnog pražnjenja je dovoljna da zapali sve zapaljive materije i eksplozivne smeše čije minimalne energije paljenja nisu veće od 0,25 J.

Akumuliranje visokog potencijala - Do akumuliranja visokog potencijala u konstrukcijama objekata i postrojenja ne dolazi samo pri njihovom neposrednom kontaktu sa gromom, već i u slučaju njihovog neznatnog rastojanja od zone štićene gromobranskom instalacijom. U takvim slučajevima energija varničnog pražnjenja premašuje vrednost od 100 J što je dovoljno da se izazove paljenje gotovo svih zapaljivih materija i eksplozivnih smeša.

KLASIFIKACIJA POŽARA U SKLADU SA PRIRODOM POSTOJANOSTI MATERIJALA PRI SAGOREVANJU

Požari klase A -obuhvata požare čvrstih zapaljivih materija, često organske prirode, kao što su: Drvo, Platno, Papir. Odlikuju se pojavom plamena i obrazovanjem žara. Za gašenje se koristi voda.

Požari klase B - obuhvata požare zapaljivih tečnosti ili utečljivih čvrstih materija. Tu spadaju: Derivati nafte (benzin, petrolej, plinska ulja, motorna ulja, razna ulja za loženje i sl.); Rastvarači, razređivači; Boje, lakovi; voskovi, bitumen i drugi slični proizvodi, koji se najpre tope i prelaze u tečno stanje, a zatim sagorevaju. Sagorevanje pomenutih materija praćeno je pojavom plamena,

bez stvaranja žara. Za gašenje pomenute klase požara najčešće se koriste prah, ugljen-dioksid i pena.

Požari klase C - obuhvata požare zapaljivih gasova: Gradski gas, Metan, Propan, Butan, Acetilen. Odlikuju se pojavom plamena, bez stvaranja žara. Za gašenje se koristi prah i ugljendioksid.

Požari klase D - Požari metala, kao što su: Magnezijum, Cirkonijum, Kalijum, Titanijum, Natrijum. Za gašenje se koriste suva sredstva – prah

Požari klase F –Požari ulja i masnoća (biljna i životinjska). Nekada su pripadali klasi B, ali zbog posebnih opasnosti i načina gašenja požara svrstavaju se u posebnu klasu jer: požari ulja razvijaju se eksplozivno ako se gase vodom, a sama ulja u požarima ponašaju se kao samozapaljive tečnosti. Za gašenje se korise prah. Za ovu grupu osmišljeno je novo sredstvo pomoću kojeg vruće ulje sa vodom emulgira u sapunsku penu – sapunifikacija.

KLASIFIKACIJA POŽARA PREMA FAZI RAZVOJA

Početna faza razvoja (početni požar), kod većine zapaljivih materija, karakteriše se malim intenzitetom sagorevanja materije, relativno niskom temperaturom i malim prostornim obimom vatre. Međutim, i u ovoj fazi, moguća je pojava veće količine dima u čijem sastavu mogu biti zastupljene čak i jako toksične komponente, što može umnogome otežati gašenje.

Razbuktala faza- Ona se karakteriše zahvatanjem veće količine zapaljive materije plamenom, što je, uz povećanje obima, praćeno i dostizanjem maksimalne temperature u datim uslovima. Kao posledica toga javljaju se veće opasnosti za okolinu i konstrukciju objekta. Gašenje požara u razbuktaloj fazi zahteva angažovanje jakih snaga i sredstava.

Faza živog žarišta - U nedostatku uslova za stvaranje novih žarišta, lagano dogorevanje zapaljive materije praćeno je oslobađanjem manje količine toplote po jedinici vremena, što ima za posledicu opadanje temperature i postepeno gašenje požara. Međutim, vatra u ovoj fazi može još da tinja u nekim skrivenim žarištima ispod ruševina ili ispod pepela.

Na osnovu temperaturnog režima požara u prostoriji faze razvoja požara se mogu podeliti na: fazu paljenja, fazu razvoja, fazu flashover-a, fazu razvijenog požara, i fazu stišavanja (zagašenja). Opisano gore.

FLASHOVER označava trenutak prelaska požara iz faze razvoja u potpuno razvijen požar pri čemu su svi zapaljivi materijali u prostoriji zahvaćeni požarom. U tom trenutku dolazi do brzih promena parametara koji definišu stanje u prostoriji zahvaćenoj požarom. Za početak flashover-a vezuju se prostorne temperature od 350 do 600 oC, mada se široko koriste i temperature od 500 do 600 oC. Paljenje zapaljivog materijala od strane obrazovanih zagrejanih gasovitih produkata sagorevanja, pojava plamena kroz otvore prostorije, ili paljenje ukupnog zapaljivog sadržaja prostorije, ne mora uvek biti rezultat flashover-a. Znaci nastupajućeg flashovera su: vruć,

dinamičan i taman dim koji izlazi iz prostorije i rasplamsavanje u visini tavanice, povećana stopa pirolize, upadljivo nagli porast temperature. 2/3 toplote nastale zračenjem, usmereno od tavanice prema dole uz povećanje gasovitih produkata požara, kao rezultat pirolize, predstavlja kritičan trenutak kada sav gorivi materijal i svi produkti nastali pirolizom mogu da se upale. Trenutak paljenja je tzv flashover.

KLASIFIKACIJA POŽARA PREMA BRZINI OSLOBAĐANJA TOPLOTE – spori, srednji, brzi

KLASIFIKACIJA POŽARA PREMA OBIMU I VELIČINI

Mali požar- vatrom je zahvaćena mala količina zapaljivog materijala (pojedinačni predmeti, male površine i male količine goriva). Ukoliko se odmah pristupi gašenju, ovakvi požari se mogu ugasiti priručnim sredstvima, kao što su odgovarajući ručni aparati za gašenje požara, burad sa vodom, sanduci sa peskom ili zemljom, razni pokrivači itd.

Srednji požar- vatrom je zahvaćena jedna ili više prostorija sa većom količinom masenog požarnog opterećenja. Ovde spadaju i požari na otvorenom prostoru koji su ograničeni na manji obim, iako uvek postoji opasnost za njihovo neposredno širenje. Za gašenje srednjih požara neophodno je angažovati odgovarajuću uvežbanu i tehnički opremljenu vatrogasnu jedinicu.

Veliki požar - vatrom je zahvaćen veći deo objekta, kao što je čitav sprat, krov, podrumski prostor ili ceo objekat. Na otvorenom prostoru, takvi su požari koji zahvataju veće površine i veće količine zapaljivog materijala (otvorena skladišta, šumski požari, poljski požari, požari razlivenog tečnog goriva i slično). Od ovih požara uvek je neposredno ugrožena i bliža okolina.

Blokovski požari su takvi požari koji zahvataju čitave blokove zgrada, delove naselja ili velike komplekse otvorenih skladišta. Ovde treba svrstati, mada se po svojim osnovnim karakteristikama oni ne mogu nazvati blokovskim, još i velike šumske i poljske požare, požare u rafinerijama nafte, požare većih industrijskih kompleksa i slično. Za gašenje ovih požara neophodno je angažovati više vatrogasnih jedinica, brojno ljudstvo, sredstva i tehniku.

KLASIFIKACIJA POŽARA PREMA MESTU NASTAJANJA –

spoljašni i unutrašnji (otvoreni i zatvoreni prostor) požari

DINAMIKA POŽARA

U osnovne parametre dinamike požara spadaju:

gubitak mase prisutnog požarnog opterećenja; brzina sagorevanja masenog požarnog opterećenja; površina sagorevanja; srednja brzina porasta površine sagorevanja;

plamen, od čijih dimenzija i temperature zavisi količina toplotne energije koja se emituje okolnoj sredini; temperatura plamena; srednja brzina kretanja fronta plamena; srednja prostorna temperatura (kod požara u zatvorenom prostoru); srednja temperatura duž ose konvektivne struje (kod požara na otvorenom prostoru); toplotni fluks; položaj neutralne ravni; intenzitet razmene mase gasovitih frakcija prostorije koja je zahvaćena požarom i okolne sredine; rashod vazduha koji dotiče u zonu sagorevanja; zagrejani produkti sagorevanja u konvektivnoj struji obrazovanoj iznad žarišta požara’; brzina strujanja produkata sagorevanja u konvektivnoj struji iznad žarišta požara; zapremina produkata sagorevanja; sadržaj kiseonika i toksičnih produkata sagorevanja u smeši koja napušta prostoriju zahvaćenu požarom; količina produkata sagorevanja koja odlazi u spoljašnju atmosferu; dim, koji zbog sadržaja čvrstih čestica, izaziva nadražaj slu- zokože očiju i nosa, kao i trovanje čovekovog organizma; optička gustina dima, od čijeg intenziteta neposredno zavisi vidljivost, kako u samoj prostoriji zahvaćenoj požarom, tako i u susednim prostorijama; površina ili zapremina zone zadimljavanja; brzina rasprostiranja dima po vertikalnim komunikacijama (stepeništima, oknima liftova i slično), od koje neposredno zavisi zapremina zone zadimljavanja; porast pritiska u prostoriji zahvaćenoj požarom, ali i u sused¬nim prostorijama, jer njegov

intenzitet uslovljava brzinu kre¬tanja zagrejanih produkata sagorevanja.

UTICAJ OKOLNE SREDINE NA DINAMIKU POŽARADinamika osnovnih parametara požara uslovljena je uticajem odgovarajućih faktora sredine u kojoj se požar odigrava tj. parametrima koji je karakterišu. Među njima su najznačajniji: meteorološki parametri: temperatura, pritisak, vlažnost, vidljivost ili stepen prozračnosti atmosfere, brzina, pravac i smer vetra; parametri požarnog opterećenja: stepen zapaljivosti; temperatura paljenja; temperatura samopaljenja; vlažnost, gustina i sadržaj isparljivih materija; kritičan toplotni fluks kao potencijalan izvor paljenja; eksplozivnost; specifično požarno opterećenje; način i gustina razmeštaja zapaljivih materijala po površini i zapremini; uslovi za razmenu mase gasovitih frakcija i širenje požara: broj, površina i međusoban raspored otvora za razmenu mase gasovitih frakcija prostorije koja je zahvaćena požarom i okolne sredine; rastojanje između centara otvora kroz koje dotiče svež vaz- duh i otvora kroz koje smeša gasovitih produkata sagorevanja i vazduha napušta prostoriju; visina prostorije; broj spratova; namena i građevinske karakteristike objekta; karakteristike ugrađenih sistema za zaštitu od požara

uslovi na lokaciji: reljef terena; karakteristike prisutnog biljnog pokrivača; gustina izgrađenosti; visina susednih zgrada i objekata i stepen njihove otpornosti na dejstvo požara; protivpožarna rastojanja; širina saobraćajnica; prisustvo industrijskih objekata sa zastupljenim požarno-eksplozivno opasnim tehnološkim procesima proizvodnje i slično.

UTICAJ PARAMETARA OKOLNE SREDINE NA DINAMIKU POŽARA NA OTVORENOM PROSTORU

1. Brzina sagorevanja masenog opterećenja - tečnih i čvrstih zapaljivih materija i materijala W(t), definiše se kao gubitak mase u jedinici vremena sa jedinice površine zone sagorevanja, što je dato izrazom:

w (τ )=m'S po

m’ - prvi izvod gubitka mase po vremenu (rashod zapaljivih materija),

Spo - površina požara (zone sagorevanja).

Brzina sagorevanja se može razmatrati kao prvi izvod gubitka mase po vremenu ako je poznata funkcionalna zavisnost količine sagorelog materijala od vremena sagorevanja. Kod rešavanja praktičnih zadataka, dovoljno je odrediti srednju brzinu sagorevanja zapaljivih materira pri požaru W na osnovu izraza:

gde je: Mi - deo sagorele mase zapaljive materije do trenutka ττi - dužina požara koja odgovara vremenskom intervalu sagorevanja pomenutog dela mase zapaljive materije Mi .

Brzina sagorevanja čvrstih zapaljivih materijala pri požaru zavisi, pre svega, od koeficijenta gustine njihovog razmeštaja i od visine sloja Hsl .

2. Visina plamena- ima presudan uticaj na okolinu zato što od nje zavisi površina plamena, a time i intenzitet njegovog toplotnog zračenja u pravcu susednih, vatrom nezahvaćenih objekata. Visina plamena direktno je proporcionalna brzini sagorevanja zapaljivog materijala i površini zone sagorevanja. Kod požara na otvorenom prostoru visina plamena direktno je proporcionalna brzini sagorevanja zapaljivog materijala koji je zahvaćen požarom, i karakterističnoj linearnoj dimenziji (prečniku, dužini ili širini) površine osnove požara.

Sa povećanjem navedenih veličina, raste visina plamena, a time i površina koja zrači toplotnu energiju. Maksimalna visina plamena javlja se iznad centra osnove požara zbog toga što se, u nedostatku kiseonika za potpuno sagorevanje, obrazovani gasoviti produkti toplotne gasifikacije zapaljive materije kreću naviše. Zanemarujući uticaj viskoziteta, srednja visina plamena požara Hpl u odsustvu vetra izračunava se na osnovu izraza:

Gde je: C - koeficijent čija vrednost zavisi od vrste zapaljivog materijala, W - specifična masena brzina sagorevanja zapaljivog materijala, d - karakteristična linearna dimenzija osnove požara.

3. Toplotno zračenje plamena- Količina toplote q, koju plamen zrači u pravcu susednog objekta, izračunava se na osnovu izraza:

gde je: I0 - intenzitet zračenja plamena, β - koeficijent slabljenja sredine, r - rastojanje od površine plamena koja zrači do ozračenog objekta, Ko - koeficijent ozračenosti, Spl - površina plamena koja zrači u pravcu susednog objekta.

Za određivanje intenziteta tj. specifičnog toplotnog fluksa zračenja plamena Io koristi se Stefan - Boltzmannov zakon

gde je: ɛc - stepen crnoce plamena, TPl- srednja temperatura površine plamena.

Pri prolazu toplotnog zračenja plamena kroz atmosferu koja sadrži čestice prašine, vlage i dima, dolazi do njegovog slabljenja usled rasejavanja i apsorpcije. Poznato je da se koeficijent slabljenja atmosferskog vazduha kreće u intervalu od 0,2 - 0,3, dok kod magle iznosi 2.

Kod određivanja kritičnog rastojanja između žarišta požara i susednog objekta, potrebno je poznavati srednju brzinu sagorevanja materijala u žarištu požara, površinu plamena u pravcu ozračene površine, jenu srednju temperaturu i stepen crnoće, kao i koeficijent ozračenosti i ritičan toplotni fluks ozračene površine susednog objekta. Približna vrednost površine plamena koja zrači ka susednom objektu određuje se kao proizvod njegove osnove i visine, uz određenu korekciju za odgovarajući oblik plamena.

4. Linearna brzina širenja plamena- Izraz za izračunavanje linearne brzine širenja plamena vl

po površini masenog požarnog opterećenja, u pravcu koji je suprotan, ili je pod pravim uglom, u odnosu na pravac čeonog fronta plamena, je:

gde je: ф - koeficijent paljenja požarnog opterećenja i širenja plamena, kpcv - toplotna inercija opterećenja u uslovima predgrevanja, Tp - temperatura paljenja pilotiranog opterećenja, Ta/p - temperatura ambijenta/površine.

5. Brzina širenja požara- zavisi od osnovnih oblika požara i mogu se izračunati:Pri širenju požara u obliku kruga, dati su izrazi za izračunavanje površine osnove požara, srednja linearna brzina širenja i brzina porasta površine požara:

Pri širenju pozara pravougle forme, navedini izrazi su sledeći:

Pri pravougaonoj formi širenja požara, navedeni izrazi su sledeći:

6. Uticaj vetra na brzinu kretanja fronta požara - Brzina kretanja čeonog fronta požara, a time i površina koja će njime biti zahvaćena, direktno je proporcionalna brzini sagorevanja ma-terijala koja, u principu, zavisi uglavnom od njegove vlažnosti i brzine prizemnog vetra. Kod praktičnih proračuna obično se koristi srednja vrednost vlažnosti materijala pri određenoj relativnoj vlažnosti vazduha.

Moguće je odrediti brzinu kretanja čeonog fronta požara u pravcu vetra vlc, čija dužina nakon 10 minuta od početka požara (τp ≤ 10 min) iznosi 5 do 6 metara, na osnovu izraza: vlc=0,55vv

0,7, gde je vv brzina vetra.

Linearna brzina kretanja bočnog fronta požara vlb u pravcu koji je normalan u odnosu na pravac duvanja vetra u zavisnosti od njegove brzine, određuje se na osnovu izraza vlb=0,448vv

0,37.

Pri konstantnoj brzini vetra, menja se brzina širenja požara u zavisnosti od gustine razmeštaja zapaljivog materijala.

7. Uticaj vetra na dimenzije i intenzitet toplotnog zračenja plamenaKod požara na otvorenom prostoru, pod uticajem vetra dolazi do povijanja plamena. Ugao povijanja (naklona) plamena zavisi od brzine vertikalnog strujanja u zoni sagorevanja i brzine vetra. Kod požara zapaljivih gasova, para zapaljivih tečnosti i čvrstih materija obrazuje se uglavnom turbulentni difuzni plamen. Ugao povijanja plamena zavisi od brojnih faktora, kao što su: brzine kretanja konvergentnih struja na ulazu u konvektivnu struju зја se obrazuje iznad žarišta požara, brzina prizemnog vetra, brzine krenja vazdušnih struja usmerenih ka zoni plamena, kako sa zavetrene, iko i sa bočnih strana požara, ubrzanje zemljine teže, sila uzgona koja se javlja kao posledica različitih gustina gasovitih produkata i atmosferskog vazduha itd. Dužina ose povijenog plamena u pravcu vetra zavisi od brzine sagorevanja materijala i karakteristične linearne dimenzije osnove plamena. Izraz za izračunavanje približne vredlosti bezdimenzione dužine ose plamena gde je L dužina ose plamena u pravcu vetra, može se napisati u kraćem obliku nakon određenih transformacija (nakon izračunavanja poznatih opštih vrednosti):

UTICAJ PARAMETARA OKOLNE SREDINE NA DINAMIKU POŽARA U ZATVORENOM PROSTORU

1. Uticaj razmene mase gasovitih frakcija prostorije koja je zahvaćena požarom i okolne sredine na dinamiku požara- Međusobna zavisnost termodinamičkih parametara stanja smeše gasovitih produkata sagorevanja i vazduha, u prostoriji zahvaćenoj požarom, data je izrazom:

gde je: Tsr - srednja vrednost temperature u prostoriji, Psr - srednja vrednost pritiska u prostoriji, psr - srednja vrednost gustine smeše gasovitih produkata sagorevanja i vazduha, R - gasna konstanta.

Razvoj požara u zatvorenom prostoru praćen je promenom temperature, gustine i ukupne mase smeše obrazovanih gasovitih produkata sagorevanja i vazduha.

Ako, u trenutku vremena т, masa smeše gasovitih produkata sagorevanja i vazduha u prostoriji iznosi m = psrV, i isteku vremenskog intervala dm, promena mase smeše određena je na novu izraza dm = d(psrV).

BACKDRAFT- iznenadno sagorevanje, koje se kreće poput talasa kroz prostor prema spolja. Nastaje pri prodoru novih količina vazduha, gde i nastaje iznenadno sagorevanje smeše produkata. U slučaju tinjajućeg i duboko pozicirajućeg požara u prostoru, ulazak varduha u sredini u kojoj ima manjka vazduha, menja eksplozinu granicu od prezasićene mešavine gasova ka idealnoj mešavini, ne izazivajući backdraught. On se dogadja u slučaju kada se pougljeni sloj tinjajućeg požara ukomeša, razgrne i kada se pomakne nagoreli zapaljivi materijal i time otkrije izvor paljenja. Uslovi za njegovo nastajanje su visoke temperature, tinjajuće gorenje, visoka koncentracija zapaljivih gasova, niska koncentracija kiseonika i njegovim naglim uvodjenjem.

BLEVE – eksplozija ekspandirajućih para ključajuće tečnosti javlja se kada dodje do požara rezervoara sa tečnim naftnim gasom. Može se pojaviti kada se plamen pregrejava i oslabi zivode rezervoara, posebno u delu iznad uskladištene tečnosti gde je hladjenje manje efikasno. U jednom momentu oslabljeni rezervoar ne može izdržati pritisak zbog čega eksplodira, stvarajući fragmente koji se razleću na razne strane.