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Voraussetzungen der Verbrennung
Die Verbrennung Voraussetzungen der Verbrennung 5 Voraussetzungen: stoffliche energetische 1. Brennbarer Stoff 4. a) Zündtemperatur b) Mindestverbrennungstemperatur 2. Sauerstoff 5. Katalysator 3. Mengenverhältnis
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Brennbare Stoffe Definition: Brennbare Stoffe sind gasförmige, flüssige oder feste Stoffe, einschließlich Dämpfe, Nebel und Stäube, die im Gemisch oder in Kontakt mit Luft oder Sauerstoff zum Brennen angeregt werden können.
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nichtbrennbare Baustoffe A A1 A2
Baustoffklassen DIN Baustoffklassen nichtbrennbare Baustoffe A A1 A2 brennbare Baustoffe B * schwerentflammbar B1 * normalentflammbar B2 * leichtentflammbar B3
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Chemische Zusammensetzung
organische Stoffe anorganische Stoffe Papier, Holz, ..... CO, Phosphor,...
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Organische Stoffe organische Stoffe Natürliche Polymere Holz, Papier
Heu, Stroh Baumwolle Künstliche (synthetische) Polymere (Kunststoffe) Elastomere Thermoplaste Duroplaste Kohlenwasserstoffe (KW) Ketten-KW (aliphatische KW) - Alkane CnH2n+2 - Alkene CnH2n - Alkine CnH2n-2 Kohlenwasserstoffe (KW) Ketten-KW (aliphatische KW) - Alkane CnH2n+2 - Alkene CnH2n - Alkine CnH2n-2 Ring-KW (Cyclo-KW) aromatische KW - Benzol substituierte KW - Hydroxylgruppe (Alkohole) R-OH - Ethergruppe (Lösemittel) R-O-R - Carbonylgruppe (Aldehyde, Ketone) R-CO-R - Carboxylgruppe (Karbonsäuren) R-COOH - Aminogruppe (Amine, Amide, Aminosäuren) R-NH2 - Nitrogruppe (Sprengstoffe, TNT) R-NO2 metallorganische Verbindungen
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Anorganische Stoffe anorganische Stoffe Brennbare Nichtmetalle
Wasserstoff H Schwefel S Phosphor P Brennbare anorganische Verbindungen Kohlenstoffmonoxid CO Schwefelkohlenstoff CS2 Schwefelwasserstoff H2S Phosphorwasserstoff PH3 Cyanwasserstoff HCN Brennbare Metalle Alkalimetalle - Natrium - Kalium Chrom Cr Eisen Fe Kobalt Co Bismut Bi Zink Zn Nickel Ni anorganische Stoffe
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Praktische Einteilung - Brandklasseneinteilung - (DIN EN 2)
Brandklassen A - C Praktische Einteilung - Brandklasseneinteilung - (DIN EN 2) Klasse Art der Brände Brandverhalten Bildzeichen A Brände fester Stoffe, hauptsächlich organischer Natur, die normalerweise unter Glutbildung brennen z.B.: Holz, Papier, Stroh, Textilien, Kohle Mit Glut und Flamme B Brände von flüssigen oder flüssig werdenden Stoffen z.B.: Benzin, Benzol, Öle, Fette, Lacke, Teer, Äther, Alkohol, Stearin,Paraffin Nur mit Flamme C Brände von Gasen z.B. Methan, Propan, Wasserstoff, Erdgas, Acetylen Nur mit Flamme
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Praktische Einteilung - Brandklasseneinteilung - (DIN EN 2)
Brandklassen D und F Praktische Einteilung - Brandklasseneinteilung - (DIN EN 2) Klasse Art der Brände Brandverhalten Bildzeichen D Brände von Metallen, einschließlich Alkalimetallen z.B.: Aluminium, Magnesium und deren Legierungen Nur mit Glut F Brände von Speiseölen/-fetten (pflanzliche oder tierische Öle und Fette) in Frittier- und Fettbackgeräten und anderen Kücheneinrichtungen und -geräten. Nur mit Flamme
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Hauptbestandteile der trockenen Luft
Die Luft Hauptbestandteile der trockenen Luft Stickstoff N2 78,09 Vol.-% Sauerstoff O2 20,94 Vol.-% Argon Ar 0,934 Vol.-% andere Edelgase 0,001 Vol.-% Kohlendioxid CO2 0,032 Vol.-% andere Bestandteile 0,003 Vol.-%
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SAUERSTOFF Der Sauerstoff
Sauerstoff ist das Oxidationsmittel des Brennens. Es ist ein reaktionsfreudiges Element, dass mit ca. 49,2 Gewichts-% das häufigste Element der Erdrinde ist. In Wasser chemisch gebunden sind es 88 Gewichts-%, und in der Luft ist es in elementaren Zustand mit 20,94 Volumen-% Hauptbestandteil.
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Formen des Sauerstoffs
Formen des elementaren Sauerstoffes Zweiatomiges Molekül O2 - farb-, geruch- und geschmackloses Gas - kondensiert ab -182,97°C zu einer hellblauen Flüssigkeit - erstarrt bei -218,4°C zu hellblauen Kristallen Dreiatomiges Molekül O3 - hellblaues, giftiges, beim Erhitzen explodierendes Gas von intensivem „elektrischem“ Geruch - kondensiert bei -112,4°C zu einer hellblauen Flüssigkeit - erstarrt bei -193°C zu schwarzblauen Kristallen - sehr starkes Oxidationsmittel
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Mengenverhältnis Mengenverhältnis
Optimale Bedingungen für eine Verbrennung liegen dann vor, wenn der brennbare Stoff und der Sauerstoff in einem bestimmten Mengenverhältnis ( stöchiometrisches Massenverhältnis ) vorliegen. Reaktionen zwischen brennbaren Stoffen und Sauerstoff sind auch außerhalb des optimalen Massenverhältnisses möglich, wobei jedoch die Verbrennungsgeschwindigkeit mit zunehmender Abweichung von diesem Verhältnis stark abgesenkt wird.
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Sauerstoffkonzentration
Mindestsauerstoffkonzentration Die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung notwendige Sauerstoffkonzentration ist abhängig vom brennbaren Stoff Beispiele: Mindestsauerstoffkonzentration die meisten brennbaren Stoffe > 17 Vol.-% Butan Vol.-% Wasserstoff Vol.-%
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Zustand des brennbaren Stoffes
Das Mengenverhältnis bei den brennbaren Stoffen wird von vielen Faktoren abhängig sein: - Erscheinungsform * Staub * Nebel * Dampf - Aggregatzustand * fest * flüssig * gasförmig - Verhältnis Masse zur Oberfläche * bei konstanter Masse gilt: je größer die Oberfläche, desto größer ist die zur Verfügung stehende Reaktionsfläche für die Verbrennung - Durchmischung der an der Verbrennung beteiligten Stoffe
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Sicherheitstechnische Kennzahlen
- obere und untere Explosionsgrenze - Explosionsbereich - Flammpunkt - Dichteverhältnis - Verdunstungszahl - Diffusionskoeffizient
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