Der Brennvorgang

Brennvorgang
1. Oxydationsstufen
sehr langsame
Oxydation
Grünspan
langsame
Oxydation
Rosten, Gären, Verwesen
schnelle
Oxydation
Brennen mit Feuererscheinung
sehr schnelle
Oxydation
Verpuffung, Explosion
Bei allen Oxydationsvorgängen wird wärme freigesetzt.
Bei der schnellen und sehr schnellen Oxydation ist dies an der Feuererscheinung erkennbar.
In diesem Fall spricht man vom Brennvorgang.
2. Arten der brennbaren Stoffe und deren Feuerscheinformen
Arten der Brennbaren Stoffe
gasförmige brennbare Stoffe
flüssige brennbare Stoffe
feste Brennbare Stoffe
Feuerscheinformen
Flamme
Glut
Flamme und Glut
gasförmige
brennbare Stoffe
flüssige
brennbare Stoffe
(Flüssigkeit verdampft, es
brennt nur der Dampf)
feste
brennbare Stoffe
(bei der Zersetzung
entstehen
gasförmige brennbare
Stoffe
und
feste brennbare Stoffe)
nur mit Flamme
(z. B. Acetylen)
nur mit Flamme
(z. B. Benzin, Diesel u.s.w.)
mit Flamme und Glut
(Holz, Kohle, Papier)
nur mit Flamme
(nur die Dämpfe, da die Stoffe nach der Verflüssigung
verdampfen z.B. Wachs, Fett)
nur mit Glut
(Metalle z. B. Magnesium und
künstlich entgaste Stoffe z.B. Koks, Holzkohle)
3. Voraussetzung für den Brennvorgang
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brennbarer Stoff
Es muss ein Brennbarer Stoff vorhanden sein.
Sauerstoff
Eine weitere Vorbedingung des Brennvorganges ist der Sauerstoff, der Zugang zum
brennbaren Stoff haben muss.
Mengenverhältnis
Das richtige Mengenverhältnis zwischen brennbarem Stoff und Sauerstoff ist eine weitere
Voraussetzung für den Brennvorgang.
Zündtemperatur
Der brennbare Stoff muss auf seine Zündtemperatur erwärmt sein.
4. Entzündbarkeit eines Stoffes
selbstentzündbare Stoffe
Stoffe, die ohne äußere Energiezufuhr zur Entzündung kommen.
- Sauerstoff:
aus der Luft
- Zündtemperatur:
wird durch freiwerdende Oxydationswärme erreicht
- brennbarer Stoff: z. B. Phosphor
leicht entzündbare Stoffe
Stoffe, die durch eine brennende Zigarette zur Entzündung gebracht werden können
- Sauerstoff:
aus der Luft
- Zündtemperatur:
wird durch kleine Wärmeenergieträger erreicht
- brennbarer Stoff: z.B. Acetylen
normal entzündbare Stoffe
Stoffe, die mit der Zündenergie eines Streichholzes zur Entzündung gebracht werden
können
- Sauerstoff:
aus der Luft
- Zündtemperatur:
wird durch die Wärmeenergie einer Streichholzflamme erreicht
- brennbarer Stoff: z.B. Papier, Holzspäne
schwerentzündbare Stoffe
Stoffe, die mir der Zündenergie einer Lötlampe zur Entzündung gebracht werden
- Sauerstoff:
aus der Luft
- Zündtemperatur: wird durch eine starke Zündquelle erreicht
- brennbarer Stoff: z.B. Koks, Holzkohle
5. Brennbarkeit eines Stoffes
schwerbrennbare Stoffe:
Diese Stoffe brennen nach der Entzündung nur weiter, wenn Fremdwärme zugeführt wird.
Wird die Zündquelle weggenommen, erlöschen sie. (z.B. Schafwolle)
normalbrennbare Stoffe:
Diese Stoffe brennen nach dem Entzünden und nach dem Wegnehmen der Zündquelle von
selbst mit normaler Geschwindigkeit weiter. (z.B. Holz, Papier)
leichtbrennbare Stoffe:
Diese Stoffe brennen nach dem Entzünden und nach dem Wegnehmen der Zündquelle von
selbst mit hoher Geschwindigkeit weiter. (z.B. Gase, Zellhorn)
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6. vollkommenes und unvollkommenes Brennen
Sauerstoff selbst brennt nicht. Ohne Sauerstoff ist aber kein Brennvorgang möglich. Sauerstoff
steht aber nicht immer in gleichem Maße zur Verfügung.
In einem Keller steht deutlich weniger Sauerstoff als im Freien zur Verfügung.
Wir unterscheiden
unvollkommenes Brennen (z. B. in einem Keller)
und
vollkommenes Brennen (z. B. im Freien)
unvollkommenes Brennen:
Ist während eines Brennvorganges nur wenig Sauerstoff vorhanden, kommt es zum
unvollkommenen Brennen. Dabei entsteht KOHLENMONOXID (CO).
vollkommenes Brennen:
Ist während eines Brennvorganges GENÜGEND Sauerstoff vorhanden, kommt es zum
vollkommenen Brennen. Dabei entsteht KOHLENDIOXID (CO2).
Kohlenmonoxid (CO) ist
brennbar
giftig
leichter als Luft.
geruchlos
geschmacklos
unsichtbar.
Kohlendioxid (CO2) ist
nicht brennbar
in normaler Konzentration nicht giftig
in einer Konzentration ab 5% giftig
schwerer als Luft
geruchlos
geschmacklos
unsichtbar
7. Geschwindigkeiten des Brennvorganges
Verpuffung:
relativ „weiche“ Stichflamme
dumpfes Geräusch
Zündgeschwindigkeit von cm/sek.
Explosion:
„harte“ weitreichende Stichflamme
scharfer Knall mit nachfolgender Druckwelle
Zündgeschwindigkeit in m/sek.
Detonation:
weitreichende Stichflamme mit hoher Wärmeintensität
scharfer, schmetternder Knall mit nachfolgender Stoßwelle
Zündgeschwindigkeit in km/sek.
8. Flammpunkt und Brennpunkt
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Der Flammpunkt kennzeichnet die Temperatur einer Flüssigkeit, bei der das
entstandene brennbare Dampfluftgemisch erstmals gezündet werden kann,
die flamme aus Mangel an brennbaren Dämpfen gleich wieder erlischt.
Erst vom Brennpunkt ab werden genügend Dämpfe erzeugt, die das laufende
Brennen unterhalten.
Entsprechen ihrer Gefährlichkeit sind Flüssigkeiten in Gefahrengruppen und
Gefahrenklassen eingeteilt.
A
mit Wasser
nicht mischbar
B
mit Wasser
mischbar
AI
Flammpunkt
unter 21°C
A II
Flammpunkt
21°C bis 55°C
A III
Flammpunkt
55°C bis 100°C
Flammpunkt unter 21°C
(Flüssigkeiten oder deren brennbare flüssige Bestandteile, die sich
bei 15°C in Wasser in beliebigem Verhältnis lösen)
9. Wärmeübertragung
Hierbei unterscheiden wir:
Wärmeleitung
Die Übertragung von Wärme in einem Stoff bezeichnet man als Wärmeleitung.
Wärmestrahlung
Bei einer Wärmestrahlung handelt es sich um einen elektromagnetische Strahlung, die ein
Stoff infolge seiner Temperatur und unter Abgabe eines Teils seines Wärmeinhaltes an die
Umgebung aussendet. Die Wärmestrahlung breitet sich durch den freien Raum aus. Sie
wird vom Wind weder abgelenkt noch vermindert. (z.B. die Sonne)
Wärmeströmung (Konvektion)
Wärmeströmung ist die Übertragung von Wärme in flüssigen oder gasförmigen Stoffen
durch deren Strömung.
- freie Konvektion
Hier läuft die Übertragung selbstständig infolge von Temperaturunterschieden ab.
- erzwungene Konvektion
Hier wird die Übertragung durch äußere Einwirkung “erzwungen“. (z.B.
Wärmepumpe einer Heizungsanlage)
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