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Chemische Frage: Bitumen und Brennbarkeit


 

 
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 12:06    Titel: Chemische Frage: Bitumen und Brennbarkeit eBook pdf-Datei Antworten mit Zitat

Hallo,

die betreffende Szene, um die es geht, ist an die La Brea Tar Pits in L.A. angelehnt. Mein (pseudo-mittelalterliches) Setting ist unterirdisch. In einem weitläufigen Höhlensystem tritt an einigen Stellen Erdöl aus. Wenn ich alles richtig verstanden habe, reagiert Erdöl an der Luft allmählich zu Bitumen. Meine Frage ist, wie brennbar ist das Zeug? Es heißt, es reagiere im Brandfall heftig mit Sauerstoff. Und die Bitumenbrand-Videos auf YouTube sehen auch sehr vielversprechend aus. Die Frage ist nur: Was braucht es, um den Brand auszulösen? Reicht eine Fackel? Zum Entzündungspunkt finde ich Werte von etwa 230°. Damit sollte die Hitze einer Fackel reichen.
Die zweite Frage gilt der Atemluft in der Höhle. Sollte dort Erdöl austreten, treten unter Umständen auch Gase aus, die der Gesundheit nicht so förderlich sind - nehme ich mal an. Zumindest die flüchtige Bestandteile würden in die Raumluft übergehen. Ich habe noch keine Rechercheergebnisse zu der Frage, ob ich eine Durchquerung der Höhle überhaupt überlebe und nicht nach zwei Schritten ohnmächtig ins Bitumen plumpse.
Ich muss dazu sagen, dass an der Erdölnummer nicht mein Leben hängt, obwohl ich sie im Moment noch ganz schick finde. Aber bevor es nicht plausibel rüberkommt, würde ich auch drauf verzichten.
Sollte also jemand dazu eine Idee oder ein abgeschlossenes Chemie-Studium haben oder Ingenieur sein oder auf Bohrinseln arbeiten, freue ich mich über Rückmeldungen. Very Happy

Viele Grüße
Silke
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Michel
Geschlecht:männlichDichter und Denker


Beiträge: 1736
Wohnort: Südwest
Das goldene Niemandsland Der silberne Spiegel - Prosa
Silberne Neonzeit


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 13:36    Titel: Antworten mit Zitat

Bin kein Chemiker. Aber meines Wissens ist Bitumen der Teil des Erdöls, der beim Raffinieren "ganz unten" hängenbleibt und am schwersten entflammbar ist. Die Bitumenbrände, die ich bei Youtube finde, haben mit der Verarbeitung zu tun, z.B. beim Dichten von Flachdächern. Da wird mit einem Brenner die Dachpappe erwärmt und wenn man zu lange draufhält, ist eben der Flammpunkt erreicht. Zusätzlich dient die Pappe dann als Docht. Dass sich das Zeug in einer Höhle entzündet, kann ich mir nur schwer vorstellen, da müsste die Fackel schon lange auf einer Stelle liegen und ein Abführen der Wärme ins drunterliegende Gestein erschwert sein.
Atemprobleme sind prinzipiell schon vorstellbar, wenn aus einer erhitzten Bitumenmasse Dämpfe austreten. Vielleicht findest Du hier ein paar nützliche Hinweise.
Das Erdöl selbst ist, glaube ich, auch nicht automatisch entflammbar. Aber es enthält auch kurzkettige Kohlenwasserstoffe mit niedrigerem Zündpunkt. Wenn es aus großer Tiefe aufsteigt, deswegen noch heiß ist und Kohlenwasserstoffe ausdünstet, kann ich mir sowohl schädliche Gase als auch einen seeeehr großen Brand/ eine Explosion vorstellen. Gab es da nicht mal eine epische Fantasy-Reihe, in deren Verlauf eine ganze Stadt durch so etwas abgefackelt wurde? Komme nicht auf den Namen.
Wenn Du eine Explosion brauchst, wäre Grubengas, wie es in Kohlebergwerken auftritt (Schlagende Wetter) weit gefährlicher. Das ist ein zündfähiges Gemisch aus normaler Luft incl. Sauerstoff und Methan und kann schwerste Explosionen verursachen. Nur ist es dann unwahrscheinlich, dass jemand überlebt, um von dem Unglück zu berichten.

Ich hoffe, da ist etwas Nützliches dabei.
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Willebroer
Geschlecht:männlichNebelpreisträger


Beiträge: 2604
Wohnort: OWL


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 13:55    Titel: Antworten mit Zitat

Ich finde es schwierig, die Existenz unterirdischer Höhlen mit diesem Teersumpf zu vereinbaren. Die Höhlen wären doch längst vollgelaufen. Es sei denn, ein aktuelles Ereignis hätte den Zustrom ausgelöst. Und wenn das so wäre, dann würde - wie Michel schon sagte - das Erdöl fließen und nicht nur zähes Bitumen. Die flüchtigen Gase oder leichteren Kohlenwasserstoffe können sich natürlich leichter entzünden.

Wenn es solche Höhlen gäbe, dann würde eine heutige moderne Expedition mit Sicherheit nicht ohne Schutzausrüstung (Gasmasken, Sauerstoffversorgung) dort eindringen.

Aber was heißt das für die konkrete Handlung? Der Markt ist voll mit abenteuerlichen Geschichten, die man im realen Leben (vermutlich) nie überleben würde. Der Autor entscheidet, ob er das Unwahrscheinliche eintreten lassen will. Und der Unterschied zwischen unwahrscheinlich und unmöglich ist nicht immer klar zu definieren.
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emr
Geschlecht:weiblichSchreiberling


Beiträge: 240
Wohnort: St. Johann


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 13:59    Titel: Bitumenkocher Antworten mit Zitat

Bin keine Chemikerin. Egal: Unter der selbstgebauten Terrasse meines Elternhauses hatte mein Vater eine alte Doppelkochplatte stehen und einen alten Topf. Damit erhitzte er immer mal wieder pechschwarze Bitumenbrocken, um die die Fugen zwischen den selbstgegossenen Betonflächen unter der Terrasse auszugießen. Es roch durchdringend, aber in Flammen aufgegangen ist da nichts. Die Flächen des rohen Bitumens glänzten schön und fühlten sich glatt an, die Stücke ein wenig elastisch.
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 16:21    Titel: pdf-Datei Antworten mit Zitat

Hallo,

zunächst einmal ganz lieben Dank für eure Antworten. Aber:

 Crying or Very sad MEIN HERZ HÄNGT DOCH DRAN! BUHUU! Crying or Very sad

Spaß beseite. Also:

Ich merke schon, das Überleben der durch die Höhle tappenden Menschen mit "Pyrotechnik" zu kombineren, wird schwierig.

emr hat Folgendes geschrieben:
Unter der selbstgebauten Terrasse meines Elternhauses hatte mein Vater eine alte Doppelkochplatte stehen und einen alten Topf. Damit erhitzte er immer mal wieder pechschwarze Bitumenbrocken, um die die Fugen zwischen den selbstgegossenen Betonflächen unter der Terrasse auszugießen. Es roch durchdringend, aber in Flammen aufgegangen ist da nichts.


Genau! Das kenn ich auch. Allerdings gehe ich von einer offenen Flamme im Bitumen selbst aus. Ich glaube, da ist die Reaktion noch einmal eine andere. Oder zumindest hoffe ich das.

Willebroer hat Folgendes geschrieben:
Ich finde es schwierig, die Existenz unterirdischer Höhlen mit diesem Teersumpf zu vereinbaren. Die Höhlen wären doch längst vollgelaufen.


Jaaaa ... hm. Verdammt! Wie entkräfte ich das? Wenn es sich um einen langsamen Prozess in einem ausgedehnten Höhlenkomplex handelt, also mehr ein Sickern? Zudem ist der Boden stark zerklüftet, mit tiefen Spalten sozusagen als Überlauf?

Michel hat Folgendes geschrieben:
Dass sich das Zeug in einer Höhle entzündet, kann ich mir nur schwer vorstellen, da müsste die Fackel schon lange auf einer Stelle liegen und ein Abführen der Wärme ins drunterliegende Gestein erschwert sein.


Das isses. Wie lange muss die Fackel auf dem Zeug liegen, damit sich überhaupt was tut? Vielleicht ganz dramatisch direkt daneben eine Gasblase aufsteigen lassen, die zerplatzt und es gibt ne Stichflamme? Dozey
Danke auch für den darauf folgenden Link. In einem anderen Datenblatt las ich übrigens: "Bei zu hohen Temperaturen ( > 185 °C ) können entzünbare Kohlen-wasserstoffe freikommen. Bei Überhitzung ( > 220 °C) können sich  toxische Gase ( H2S) bilden."
Quelle: http://bornit.de/downloads/sdb/b_200.pdf
Somit halte ich mich im Moment noch ein wenig an den Gasen fest. Wobei Schwefelwasserstoff extrem giftig ist. Allerdings könnte ich mir das auch zu Nutze machen, indem ich das H2S die Handelnden nicht töten, aber zumindest "in ihrem Wohlbefinden" einschränken lasse, sodass sie im weiteren Verlauf des Geschehens kaum noch was auf die Reihe kriegen.
 
Michel hat Folgendes geschrieben:
Wenn Du eine Explosion brauchst, wäre Grubengas, wie es in Kohlebergwerken auftritt (Schlagende Wetter) weit gefährlicher. Das ist ein zündfähiges Gemisch aus normaler Luft incl. Sauerstoff und Methan und kann schwerste Explosionen verursachen. Nur ist es dann unwahrscheinlich, dass jemand überlebt, um von dem Unglück zu berichten.


Das ist zu heftig. Ich dachte mehr an Flammen und starke Rauchentwicklung, die die Gruppe auseinandertreibt. Außerdem ist das Bitumen klebrig, wenn also einer mit einem Bein in solch ein Loch gerät, könnte das auch unschön werden.

Hm ... mir fällt gerade noch ein, dass ich bei der Freiwilligen Feuerwehr nachfragen könnte. Vielleicht haben die noch eine Idee, wie (un-)realistisch dieses Szenario ist.

Ich gehe in mich, ich gehe in mich. Vllt streich ich den Kram auch.

Viele Grüße
Silke
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Willebroer
Geschlecht:männlichNebelpreisträger


Beiträge: 2604
Wohnort: OWL


BeitragVerfasst am: 07.02.2019 16:41    Titel: Antworten mit Zitat

Keine Sorge. Irgendeine Lösung gibt es immer! Smile

Realitäten wie La Brea können auch dann als Inspiration dienen, wenn am Ende kaum noch was davon übrigbleibt.

Wenn du genau weißt, was du erreichen willst, wirst du eine Lösung finden. Manchmal genügt sogar Wasser. Oder Vulkanismus. Oder eine besonders brüchige Gesteinsstruktur.

Theoretisch wäre ein unterirdisches Höhlen-La-Brea möglichdenkbar, wenn die Höhle groß genug ist (kleine Seitengänge nicht ausgeschlossen) und wenn man durch leichten Durchzug für einen Abzug der leichten Gase sorgt. Dann bliebe auch das Bitumen zurück.
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 08.02.2019 10:28    Titel: pdf-Datei Antworten mit Zitat

Willebroer hat Folgendes geschrieben:

Wenn du genau weißt, was du erreichen willst, wirst du eine Lösung finden. Manchmal genügt sogar Wasser. Oder Vulkanismus. Oder eine besonders brüchige Gesteinsstruktur.


Danke fürs Mut machen. Und ich glaube, da oben steckt die Lösung drin. Ich erinnere mich nämlich gerade an dieses Beben ... dürfte vor etwa fünf Jahren gewesen sein. Smile

Dann mal zurück in die Höhle.
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Michel
Geschlecht:männlichDichter und Denker


Beiträge: 1736
Wohnort: Südwest
Das goldene Niemandsland Der silberne Spiegel - Prosa
Silberne Neonzeit


BeitragVerfasst am: 08.02.2019 11:00    Titel: Antworten mit Zitat

Meinst Du so ein Beben, das Gesteinsspalten öffnet, aus denen dann etwas ausströmt ...? Cool
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 08.02.2019 12:46    Titel: pdf-Datei Antworten mit Zitat

Hach ... es ist so verdammt durchsichtig ... Laughing
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Dr. Fusselpulli
Geschlecht:männlichSchreiber-Lehrling

Alter: 33
Beiträge: 95
Wohnort: Prag


BeitragVerfasst am: 11.02.2019 12:04    Titel: Antworten mit Zitat

Vielleicht kann ich hier mit meinem feuerwehrtechnischen Wissen weiterhelfen.

Grundsätzlich brennen immer nur Gase, nie Flüssigkeiten oder Feststoffe.
Erwärmt man Flüssigkeiten oder Feststoffe aber, dann gasen sie aus und diese Gase sind es, die brennen.
Je wärmer es ist, desto schneller Gasen Stoffe aus.
Der Flammpunkt gibt die Temperatur an, ab der genug Gase austreten um ein zündfähiges Gemisch zu bilden.
Hat der Bitumen also die Temperatur des Flammpunktes erreicht, wenn man die Fackel dranhält, dann brennt er. Nimmt man die Fackel wieder weg, geht er wieder aus.
Für einen fortschreitenden Brand ist der Brennpunkt die Entscheidende Temperatur. Dass ist die Temperatur, ab dem das durch den Stoff entstehende Feuer den Stoff stark genug erhitzt, um eine andauernde Ausgasung und damit Zündfähigkeit zu gewährleisten.
Ab dem Brenntpunkt ernährt sich das Feuer also selbst und brennt so lange, bis entweder der Sauerstoff, oder die brennbaren Gase aufgebraucht sind.

Es gibt Stoffe, deren Flammpunkt unterhalb der Raumtemperatur liegt, und die bei einer solchen also immer Zündfähig sind. Wenn die Energie der Zündung reicht, um die Tempertatur des Stoffes nach der Entzündung über den Brennpunkt zu erhitzen, dann brennt der Stoff danach weiter.

Wo diese Werte bei Bitumen sind, kann ich aber leider nicht auswendig sagen.

Gase von Flüssigkeiten verhalten sich Grundsätzlich immer wie die Flüssigkeiten selbst, sie sind also schwerer und bilden Seen aus Gas in Senken.
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emr
Geschlecht:weiblichSchreiberling


Beiträge: 240
Wohnort: St. Johann


BeitragVerfasst am: 11.02.2019 14:13    Titel: Spannend, gern gelesen. Antworten mit Zitat

Danke, Dr. Fusselpulli. Très intéressant ! Nun weiß ich auch, wieso dann immer die Kellertür geschlossen bleiben musste und der Hund nicht raus durfte. #Bitumenkochen Nicht, dass der Hund gern Fackeln geschwungen hätte. Er neigte zum Plötzlich-im-Weg-Rumstehen, und mein Vater war damals noch Raucher.
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Murmel
Geschlecht:weiblichSchlichter und Stänker

Alter: 63
Beiträge: 7459
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BeitragVerfasst am: 11.02.2019 17:26    Titel: Antworten mit Zitat

Anmerkung zu Fusselpullis Beitrag:

Wichtig ist immer das Vorhandensein von ausreichend Sauerstoff. Die Gleichung ist: Brennbares Material + Wärme + Sauerstoff = Brand, wobei die erforderliche Wärme vom Material abhängig ist.

Dies ist in deinem Beispiel wichtig, denn unter Tage ist die Sauerstoffzufuhr limitiert. Kohle, Bitumen und Öl kann sich selbst entzünden, wenn es warm/heiß genug wird, aber ohne Luftzufuhr erstickt der Brand sehr schnell. Daher findet ein Kohlebrand nur am Rand des Flözes stand und auch nur dort, wo Luft hinkommen kann.

Deine Menschen in der Höhle werden daher schnell ersticken, fürchte ich.

PS: Ich bin Chemiker. smile


_________________
*Koppelmord - Carlsen Instantbooks 2013
*Flauschangriff - Piper/Weltbild 2014, Piper Fahrenheit 2017
*Katertage zum Verlieben - Thienemann 2014
*Bocktot - Gmeiner-Verlag 2017
*Brunnenleich - Gmeiner-Verlag Juli 2018
*Gut Gebellt, Katze - Edel Elements September 2018
*Schwarze Küste - Gmeiner Verlag Februar 2019
*Marias Geheimnis - Weltbild/Edel Elements 01.03.2019
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 11.02.2019 22:31    Titel: pdf-Datei Antworten mit Zitat

Murmel hat Folgendes geschrieben:

Dies ist in deinem Beispiel wichtig, denn unter Tage ist die Sauerstoffzufuhr limitiert. Kohle, Bitumen und Öl kann sich selbst entzünden, wenn es warm/heiß genug wird, aber ohne Luftzufuhr erstickt der Brand sehr schnell. Daher findet ein Kohlebrand nur am Rand des Flözes stand und auch nur dort, wo Luft hinkommen kann.

Deine Menschen in der Höhle werden daher schnell ersticken, fürchte ich.

PS: Ich bin Chemiker. smile


Hallo Murmel,

Ja, das ist mir bewusst. Ich würde sie auch zügig fliehen lassen wollen, sobald sie sich der Angreifer entledigt haben, welche meine Recken in diese Situation gebracht haben. Zudem ist der ganze Berg wie ein Käse durchlöchert. Somit wäre eine gewisse Menge an Frischluft vorhanden. Natürlich dürfte der eine oder andere der Gruppe abhanden kommen - ich wollte sie ohnehin dezimieren, gerne auch durch Sauerstoffmangel. Aber ich habe noch keine Antwort auf die Frage gefunden, ob eine Fackel genügt und wie ich mir Brandentstehung und -verbreitung vorstellen kann. Ich stelle mir einen Untergrund vor voller Tümpel, die durch kleinere und größere Spalten untereinander verbunden sind. Eine zügige Entwicklung des Brandes, begleitet von durch Gasblasen verursachte Stichflammen wäre schön, es darf aber keine Explosion sein.
   Ich habe evtl einen Öl-Joker, der vom Fach ist, ansonsten muss ich meine Fantasie spielen lassen und eventuelle Häme aus Fachkreisen hinnehmen. Wink

Viele Grüße
Silke
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silke-k-weiler
Geschlecht:weiblichSchreiberassi

Alter: 44
Beiträge: 51
Wohnort: Bliesgau/Saarland


BeitragVerfasst am: 12.02.2019 13:05    Titel: Rauchgasvergiftung ... pdf-Datei Antworten mit Zitat

... wobei mir gerade einfällt: Ich glaube, bevor denen der Sauerstoff ausgeht, erleiden die Mitglieder meiner Gruppe eher eine Rauchgasvergiftung.
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