Tipuri de combustie

Viteza de desfasurare a reactiei de ardere este dependenta de tipul materialului combustibil, posibilitatile de ventilare, aria pe care o ocupa acest material, temperatura dezvoltata in timpul arderii, presiunea aerului mediului inconjurator, etc.

In functie de viteza cu care se desfasoara arderea se pot delimita urmatoarele tipuri de combustie:

combustie lenta, fara flacara, in care oxidarea se produce cu o viteza redusa, cantitatea de caldura generata fiind mica;

combustie rapida, in care oxidarea se produce cu viteza subsonica si cu degajarea unei cantitati mari de caldura si lumina (flacari); arderea avanseaza pe directia unui asa zis 'front al flacarilor' ;

combustie instantanee, in care oxidarea se produce cu viteza supersonica si da nastere la explozii.     

Incendiile care au loc in interiorul constructiilor de locuit sau pentru birouri se incadreaza de regula la a doua categorie; celelate doua cazuri se pot intalni la constructiile industriale si agricole.

Functie de tipul de combustie forma de manifestare a incendiului poate fi : conventionala (incendiul conventional ), deflagratie si explozie

Studiile intreprinse asupra modului in care se produce si evolueaza un incendiu obisnuit au pus in evidenta urmatoarele faze distincte:

faza de declansare,

faza de generalizare (flash over),

faza de ardere,

faza de regresie si stingere.

Figura 1.1 -Curba incendiului

Lucrare: Identificarea C,H,N,S,X - identificarea carbonului si hidrogenu= lui - practica chimiei organice Lucrare: Test la chimie - catene de atomi de carbon

Declansarea se poate defalca la randul ei in trei stadii si anume: stadiul incipient, stadiul de fum si stadiul de flacara.

In faza de declansare, sau initiere, temperatura mediului ambiant nu creste semnificativ intrucat se degaja o cantitate mica de caldura, care este absorbita mai ales de reactanti si de elementele de constructie. Timpul cat dureaza aceasta faza depinde de tipul combustibilului, de modul de asezare a acestuia in spatiul de incendiu si de posibilitatile de alimentare cu aer. In general aceasta faza nu depaseste 30 minute.

In faza a doua, o cantitate din ce in ce mai mare de combustibil este implicata in incendiu, temperatura creste rapid ajungandu-se la valori in jur de 1000C.

In a treia faza intreaga cantitate de combustibil disponibil este in ardere, temperatura atinge valoarea maxima (pana la 1200C), si se produce o echilibrare intre caldura produsa si cea degajata in exterior. In aceasta faza pericolul propagarii incendiului la compartimente sau constructii invecinate este foarte mare, intrucat se produce o miscare a gazelor supraincalzite, care transporta atat caldura produsa de focare cat si unele particole care se afla in procesul de ardere.

In ultima faza, de stingere, se produce epuizarea combustibilului, iar temperatura scade treptat.

Pentru a fi mai usor de studiat dezvoltarea unui incendiu se accepta evolutia exprimata de cresterea temperaturii in functie de timp. Se obtine astfel un model simplificat, dar care descrie suficient de real incendiile din spatiile construite.

Normele europene propun curba temperatura-timp standard ISO, care reprezinta dezvoltarea unui incendiu intr-un compartiment mic si este definita de ecuatia:

_g = 20 + 345 log₁₀(8t+1) in C (1.1)

unde,

_g  este temperatura gazelor fierbinti in cuptorul de incercari la foc, in vecinatatea elementului expus la foc, in C;

t - timpul de la inceperea expunerii la foc, in minute;

Alte norme nationale au adoptat curbe standard care se apropie mult de curba ISO

Figura 1.2 - Curba incendiului conventional adoptat in normele ISO, DIN, ASTME, JIS

Este evident ca o astfel de curba nu poate descrie corespunzator orice incendiu, intrucat temperatura depinde considerabil si de suprafata golurilor din peretii compartimentului de incendiu si de densitatea sarcinii de incendiu.

In figura 1.3 sunt prezentate curbele temperatura-timp pentru diferite valori ale sarcinii termice, la o valoare constanta a factorului de ventilare (v = 0,091 m^1/2), iar in tabelul 2.1 sunt aratate valorile sarcinii de incendiu pentru diferite tipuri de constructii, conform datelor Institutului International pentru Fier si Otel (International Iron and Steel Institute - Fire Engineering Design for Steel Structures: State of the Art, 1993). Aceeasi sursa prezinta si evolutia temperaturii pentru diferite valori ale factorului de ventilare la o valoare constanta a sarcinii de incendiu (Fig. 1.4). Definirea factorului de ventilare rezulta din figura 1.5.

Fig. 1.3 Curbele temperatura-timp pentru diferite valori ale densitatii sarcinii termice (factor de ventilare constant, v=0,091m^1/2)

Fig .1.4 Curbele temperatura-timp pentru diferite valori ale factorului de ventilare (sarcina termica q=23kg/m²)

A_w=b₁h₁+ b₂h₂++ b₆h₆ ; A=2[L₁L₂+ L₁L₃+ L₃L₂] (m²)

h=[A₁h₁ + A₂h₂ ++ A₆h₆ ]. 1 / A_w (m);

Fig.1.5 Factorul de ventilare pentru un compartiment de incendiu tipic

EC1 introduce si notiunea de "incendii naturale" , caracterizate prin curbe temperatura-timp, care depind de factorul ventilare si de sarcina termica din compartimentul cu incendiu. Aceste curbe sunt specifice compartimentelor mari si se folosesc in proceduri generale de calcul.