Brandverlauf

Action

Wer kennt sie nicht, die Fernsehserie der Autobahnpolizei, die Serien-Superhelden. Sie jagen auf der A2 mal im BMW, mal im Daimler dahin. Sie tragen dazu bei, dass sich bei jedem Crash die PKWs von der Straße verabschieden. Und immer eingehüllt in einem Flammenmeer. Sogar Lastzüge landen in Feld und Flur. Natürlich nicht, ohne zu explodieren. Das ist Action pur. Abgeschaut von amerikanischen Krimiserien. Und in deren Handlungen explodieren die Autos schon, wenn sie einen die Straße kreuzenden Igel überrollen.

Realität

Bei einem Unfall kann der Fahrzeugtank beschädigt, oder eine Treibstoff führende Leitung abgerissen werden. Der Treibstoff wird bei vorhanden sein einer Zündquelle gezündet. Er fackelt ab und das Fahrzeug brennt aus.

Um aber, wie in den Serien zusehen, mit einer beeindruckenden Flammenerscheinung explosionsartig abbrennen zu können, müsste der gesamte Tankinhalt spontan in die Dampfphase umschlagen. Dazu ist sehr viel Wärme erforderlich. Doch wo soll für die vorliegende Treibstoffmenge die sogenannte spezifische Verdampfungswärme herkommen? Genau so spontan muss sich der Dampf innig mit Luftsauerstoff vermischen.

Das ist bei einem normalen Brandverlauf unmöglich. Schließlich liegen die Dampfteilchen in der Dampfzone sehr dicht (gesättigt) beisammen. Die Sauerstoffteilchen finden in der Dampfzone keinen Platz. Das bedeutet, die Verbrennung findet nur am Rande über der Dampfzone in der sogenannten Reaktionszone statt. In der Reaktionszone reagieren brennbarer Stoff und Luftsauerstoff miteinander. Durch die Raktion entstehen neue Stoffe mit neuen Eigenschafften. Das sind unter anderem CO, CO₂ und Wasserdampf

Bild links, Schaschlikstab oben: In der Flammzone verbrennt das Holz bis an die Ränder der Flammzone und nach Zündung darüber hinaus.

Bild links, Schaschlikstab unten: Wird ein Schaschlikstab in die Gaszone gehalten, so brennt er nur an den Rändern der Gaszone an. Der Teil in der Gaszone bleibt unbeschadet. In der Gaszone ist es kalt. Es fehlt die notwendige Zündenergie für Holz. Hinzu kommt, dass die Dampteilchen aufgrund ihrer Dichte Sauerstoff keinen Platz bieten.

Begriffsbestimmung “Flammen” DIN V 14011:2005-6

Zone brennender oder anderweitig exotherm reagierender Gase oder Dämpfe, von denen sichtbare Strahlung ausgeht .

Begriffsbestimmung “Spezifische Verdampfungswärme”

Unter spezifische Verdampfungswärme eines Stoffes versteht man die Wärmemenge, die notwendig ist, um 1 kg eines flüssigen Stoffes zu verdampfen, z. B. die spezifische Verdampfungswärme von 0 °C kaltem Wasser (fest/flüssig) beträgt 2257 kJ/kg

Richtig ist also, Kraftfahrzeuge und ihre Tanks explodieren nicht. Sie brennen aus. Gleiches gilt für unsere gefüllten oder teilgefüllten Lampentanks. Der "leere" Tank unserer Laternen ist um vieles gefährlicher als der volle. Denn im Tank vergaste und mit Luft gemischte Spuren von Benzin, Spiritus und in gewissem Maße auch Petroleum, sind explosionsfähig. Nicht die Flüssigkeiten selbst. 6 g verdampftes Benzin reichen aus, um ein 200-Liter-Fass zum Bersten bringen zu können. Da lässt es sich leicht abschätzen, wie viel mg in unseren Lampentanks vorhanden sein müssen, um einen ordentlichen Bums herbeizuführen. Zumindest muss der Tank in einer anderen Raumecke gesucht und gefunden werden. Hoffentlich Beulen frei. Das soll ja auch schon vorgekommen sein. Z. B. bei Lötarbeiten an einem der Tankanschlussstücke. Was wurde versäumt? Der Tank hätte mit CO₂ oder N₂ gespült werden müssen. Doch wer hat diese Gase immer parat stehen? Ich nicht. Ich fülle den Tank mit Wasser. Damit ist nicht nur die Kuh vom Eis geholt. Durch die Kühlwirkung des Wassers ist auch sichergestellt, dass die noch funktionierenden Tankanschlüsse und ihre eingelöteten Elemente keinen Schaden nehmen.

Explosion, Deflagration, Detonation

Der Begriff Explosion ist der Oberbegriff für die Deflagration und Detonation

Begriffsbestimmung “Explosion” DIN V 14011:2005-6

plötzliche Oxidationsreaktion, die eine Temperatur- und/oder Druckerhöhung bewirkt

Begriffsbestimmung “Deflagration”  DIN V 14011:2005-6

Explosion mit einer Flammenausbreitungsgeschwindigkeit unterhalb der Schallgeschwindigkeit und geringem Druckanstieg

Begriffsbestimmung “Detonation”  DIN V 14011:2005-6

Explosion, bei der sich Flamme und Stoßwelle mit Überschallgeschwindigkeit ausbreiten

Eine Detonation ist die Folge einer chemische Umsetzung, die sich innerhalb des Ausgangsstoffes oder der Ausgangsstoffe mit Überschallgeschwindigkeit (km/s) ausbreitet und deren Reaktionsfront an eine Stoßwelle gekoppelt ist, in der so große Temperatur- und Drucksprünge auftreten, dass andere gasförmige, reaktionsfähige Materie dadurch entzündet wird. Eine Fremdzündung ist nicht erforderlich.

Behälterzerknall

Bei einem Behälterzerknall, z. B. LPG-Tank, (theoretisch, aber in der Praxis kaum zu erwarten, könnte das auch ein Lampentank sein) sind die Schäden eine Auswirkung  des Expansionsbestreben von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder auf zu großen Flüssigkeitsdruck zurückzuführen und nicht auf einen chemischen Umsetzungsprozess. Das Abfackeln (chemische Umsetzung) der Inhaltsstoffe der Behälter erfolgt immer nach dem Behälterzerknall.

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