چرخه حيات حريق

شش عنصر چرخه حيات حريق توسط داوسون پوول ١ در كتاب حريق شرح داده شده است. اين عناصر عبارتند

از: حرارت ورودي، سوخت، اكسيژن، تسهيم، مخلوط شدن و پيوستگي احتراق. كليه اين عناصر هم براي آغاز

و هم تداوم فرآيند سوختن و انتشار شعله اساسي مي باشند.

سه عنصر اوليه يعني حرارت ورودي، سوخت و اكسيژن را با مثلث حريق يا آتش سوزي به نمايش مي آورند.

عنصر يك: حرارت ورودي

مواد جامد يا مايع نمي سوزند. براي آن كه عمل سوختن به وقوع بپيوندد، اين مواد را بايد به اندازه كافي حرارت داد تا بخار توليد گردد. در حقيقت اين بخارها هستند كه مي سوزند. پايين ترين دمايي كه مواد جامد يا مايع، بخار كافي براي سوختن تحت شرايط آزمايشگاهي توليد مي كند را نقطه اشتعال می نامند چند درجه پايين تر از نقطه اشتعال نقطه شعله  مي باشد كه بيانگر دمايي است كه در آن دما سوختن ادامه يافته تا بخار كافي براي حفظ يك شعله مستمر و مداوم توليد گردد. دمايي كه بخارها شعله ور م يگردند دماي احتراق است كه گاهي آن را دماي خود احتراق مي نامند. در صورتيكه منبع حرارت يك شعله باز و يا جرقه باشد، آن ( را احتراق هدايت شده مي نامند.

عنصر دو: سوخت

در ابتدا ممكن است سوخت در دماي عادي به شكل گاز، مايع و يا جامد باشد. همانطور كه اشاره گرديد، « قابل احتراق  » ، سوخت هاي مايع و جامد بايد به اندازه كافي حرارت ببينند تا بخار توليد گردد. در اصطلاح كلي به اصطلاحي گفته مي شود كه تحت شرايط عادي هوا و دما و فشار، ماده قادر به سوختن باشد. قابل اشتعال بودن  به معناي قادر به سوختن با يك شعله باز م يباشد. اين اصطلاحات را نمي بايد با مايعات قابل اشتعال و قابل احتراق اشتباه گرفت.

عنصر سه: اكسيژن

منبع اوليه اكسيژن عموماً جو مي باشد كه حاوي تقريباً 8/ 20 درصد اكسيژن است. غلظت در حدود 15تا ١٦ درصد اكسيژن براي تداوم سوختن با شعله نياز مي باشد در حالي كه ذغال شدن بدون شعله (پيروليز) با حداقل ٨ درصد اكسيژن نيز انجام م يگيرد. تبديل يك تركيب به تركيب ديگر با حرارت تنها را پيروليز ناميده مي شوند نيز مي توانند به عنوان منابع اوليه و ثانويه « اكسيد كننده » گويند. مواد شيميايي خاصی كه اكسيژن عمل كنند.

 

 

عناصر چهار و پنج: تسهيم و مخلوط شدن

تسهيم و مخلوط شدن، واكنش هايي مي باشند كه براي تداوم و گسترش حريق بايد ادامه يابند. بخارات سوخت و اكسيژن بايد با نسبت هاي درستي با هم مخلوط گردند. در اين صورت گفته مي شود كه چنين مخلوط سوخت و اكسيژن در محدوده منفجره و قابل اشتعال قرار مي گيرند. حدود منفجره و قابل اشتعال در غلظت (درصد) بخار سوخت در هوا بيان مي شوند. مخلوطي كه حاوي بخارات سوخت در مقداري كمتر از حد لازم براي وقوع احتراق مي باشند، بسيار ضعيف هستند در حالي كه مخلوطي كه غلظت بالاي بخارات سوخت را و « حد پايين انفجار ١ » داراست، بسيار غني است. پايين ترين غلظتي كه اين مخلوط باعث سوختن خواهد شد ناميده مي شوند. « حد بالاي انفجار ٢ » بالاترين حد آن به عنوان شاخصه مهم ديگر گازها، چگالي بخار ميباشد. چگالي بخار كمتر از يك، بدان معناست كه گاز از هوا سبك تر است و تمايل خواهد داشت كه در اتمسفر نسبتاً آرام و بي باد به سمت بالا حركت كند. در حالي كه چگالي بخار بيشتر از يك، معناي آن ميدهد كه گاز از هوا سنگين تر بوده و تمايل دارد كه به سمت سطح زمين و كف ( كشيده شود.

عنصر شش: تداوم احتراق

با تداوم احتراق، عمل پسداد حرارتي از حريق به سوخت انجام ميگيرد. حرارت با رسانش، همرفت انتقال حرارت به سمت تماس « رسانش ٤ » . (وزش گرمايي) تابش و تماس مستقيم با شعله انتقال مي يابد مستقيم از يك جسم جامد است. براي مثال، بر روي يك اجاق داغ، حرارت از قوري به محتوياتش انتقال انتقال حرارتي است ،« همرفت ٥ » . مي يابد. حريق از اين طريق از يك محل به محلي ديگر حركت مي كند كه توسط تغييرات در چگالي مايعات و گازها به وقوع مي پيوندد. همرفت انتقال حرارت از طريق حركت اجسام حرارت ديده نظير دود، هواي داغ، گازهايي كه از حريق ايجاد مي گردند و اخگرهاي پروازي رخ مي دهد. هنگامي كه حريق در مكاني محدود و سربسته به وقوع بپيوندد، حرارت همرفتي در الگوهايي كه قابل پيش بيني مي باشند حركت خواهد كرد. حريق، گازهاي سبك تر از هوا را توليد مي كند كه در نتيجه به سمت قسمت هاي بالا مي روند. هواي سرد جايگزين آن ها مي شود. هواي سرد حرارت مي بيند و سپس به بالاترين نقطه اي كه مي تواند برود، حركت خواهد كرد. وقتي هواي داغ و گازها از حريق بالا م يروند شروع به سرد شدن مي كنند و مجدداً به سمت پايين كشيده مي شوند تا دوباره حرارت ديده و به سمت بالا حركت كنند. اين عمل ناميده مي شود. « چرخه همرفت حرارت ناشي از حريق كه در طبقات پايين حاصل مي شود به صورت افقي و در امتداد راهروها انتقال مي يابد و سپس از راه پله ها و دريچه هاي باز به سمت بالا حركت مي كند. هر مواد قابل اشتعالي كه بر سر راه حرارت قرار گيرد مشتعل خواهد شد. براي جلوگيري از پخش حريق، حرارت و دود و گازها را م يبايد به محيط اتمسفر هدايت كرد.

انتقال حرارت با تابش كمتر از رسانش يا همرفت مورد توجه قرار گرفته است. پديده تابش انتقال حرارت توسط تابش مادون قرمز (امواج حرارتي نظير نور خورشيد) است كه عموماً نامرئي مي باشند.

تابش حرارتي، انتقال حرارت از يك منبع به يك فضايي كه دورتر از منبع قرار گرفته مي باشد. هيچ ماده اي در اين امر دخالت ندارد. حرارتي كه از حريق خارج مي گردد، به همان روش نور كه در خط مستقيم حركت مي كند، انتقال مي يابد. وقتي حرارت به جسمي برخورد كند، جسم حرارت را جذب، منعكس و يا پخش مي كند. حرارت جذب شده باعث افزايش دماي جسم مي شود. براي مثال، حرارت تابشي كه توسط سقف جذب شده دماي سقف را افزايش خواهد داد كه در اين صورت ممكن است حرارت آنقدر كافي باشد كه سبب احتراق رنگ سقف شود.

حرارت به تمام جهات تابيده مي شود مگر آن كه جلوي آن مسدود شده باشد. حرارت تابشي با حرارت دادن مواد قابل احتراقي كه بر سر راهش قرار دارند، حريق را گسترش مي دهد. حرارت فوق باعث مي شود اشيا قابل احتراق بخار شده و سپس بخار شعله ور شود.

تماس مستقيم با شعله، تركيبي از دو روش اصلي انتقال حرارت مي باشد. همان طور كه گازهاي داغ از شعله بالا مي آيند و با سوخت اضافي در تماس مي باشند، حرارت با همرفت و تابش به سوخت انتقال مي يابد تا آن كه سوخت اضافي شروع به بخار شدن بكند. آتش اين بخارات اضافي را شعل هور خواهد كرد.