نظرية اشتعال الحريق

نستعرض لحضراتكم فى هذه المقالة نظرية اشتعال الحريق

ظرية الاشتعال Theory of combustion
تنص نظرية الاشتعال على انه لاشتعال أي حريق ينبغي توافر العوامل الثلاث وتكوين ما يسمى “مثلث الحريق”
1- مادة قابلة للاشتعال Flammable Material
2- أكسجين الهواء الجوى بدرجة كافية Oxygen
3- درجة حرارة = درجة اشتعال المادة أو أعلى منها Ignition point

1- المادة القابلة للاشتعال MATERIAL :
توجد المادة القابلة للاشتعال على حالات ثلاثة هي الصلبة مثل الخشب والسائلة مثل البترول والغازية مثل الميثان كما توجد حالة رابعة هي حالة البلازما انوية الذرات وتوجد عند درجة عدة ملايين درجة مئوية في قلب المفاعل النووي .
وجميع المواد قابلة للاشتعال بما في ذلك الرمل ( ثاني أكسيد السليكون ) حيث أن الأرض قد انفصلت من الام الشمس والأخيرة توجد بها انفجارات هيدروجينية تبلغ درجة حرارتها عدة ملايين درجة مئوية .
2- أكسجين الهواء الجوى :
اكتشفه شيل عام 1771 عندما سخن نترات البوتاسيوم وعرفه برستيلى عام 1774 بعد تسخين أكسيد الزئبق الأحمر وأثبت لافوا زييه أهميته للتنفس والاحتراق و تكليس الفلزات وأثبت وجوده في الهواء وأطلق عليه اسم أكسجين ومعناه مكون الأحماض ومعروف الآن أحماض لا يشترك في تركيبها الأكسجين مثل الأحماض الهالوجينية.
وجوده :
الأكسيجين من اكثر العناصر وجودا في الطبيعة إذ يكون 21 % بالحجم او 23 % بالوزن من الهواء الجوى ويحتوى الماء على 88.1 من وزنه أكسجين والباقي هيدروجين وتحتوى القشرة الأرضية على حوالي 47.3 من الأكسجين على صورة اكاسيد و أملاح أكسجينية والرمل والحجر الجيري والطفل مركبات يشترك الأكسجين في تركيبها مع عناصر أخرى وثلثا جسم الإنسان من الأكسجين.
ويتضح مما تقدم أن الأكسجين يشترك في تكوين اكثر من نصف ما نعرفه من المواد.
وقد أمكن تحضيره معمليا بتسخين كلورات البوتاسيوم التي تتحلل عند درجة 600 5 م لكلور يد البوتاسيوم والأكسيجين وإذا أضيف إلى الكلورات قدر وزنها من فوق أكسيد المنجنيز كعامل حفاز يتم التحلل عند درجة 240 5 م تقريبا والعامل الحفاز يبقى كما هو دون تحلل .
الخواص الطبيعية للأكسيجين :
غاز عديم اللون والطعم والرائحة في درجات الحرارة العادية ، كثافته اقل بالنسبة إلى الهواء قليل الذوبان في الماء إذ يذيب كل 100 لتر من الماء حوالي 3 لتر منه في معدل الضغط ودرجة الحرارة وهذا القدر الذائب من الأكسجين تعيش عليه الكائنات البحرية ويحول الكثير من المواد العضوية الضارة في المياه إلى غير ضارة ويتحول الأكسجين إلى سائل ازرق باهت عند درجة ( – 180 م5 ) وضغط 735 رطل / بوصة مربعة وعند درجة- 281.7 م5 يتحول لجسم صلب أبيض ثلجي .
للأكسجين ثلاث نظائر وأمكن التعرف عليها باستخدام مطياف الكتلة ( أكسجين 16 ، 17 ، 18 ) ونسبة وجودهم في الطبيعة 99.7 % ، 0.04 % ، 0.2 % على الترتيب وعموما فالأكسجين لا يشتعل ولكن يساعد على الاشتعال .
الخواص الكيماوية للأكسجين :
الأكسجين غاز نشط يتحد مع غالبية العناصر إما مباشرة أو بطريقة غير مباشرة وتحترق فيه أو في الهواء كثير من العناصر مثل الصوديوم والماغنسيوم والفوسفور والكبريت والكربون ويتكون فوق أكسيد الصوديوم وأكسيد الماغنسيوم وخامس أكسيد الفوسفور وثاني أكسيد الكربون على الترتيب وفى كثير من الحالات يصاحب اتحاد الأكسيجين مع العناصر والمركبات حرارة ويسمى هذا التفاعل الاشتعال ويلزم لحدوث ذلك رفع درجة حرارة هذه المواد لكي يبدأ الاشتعال وتعرف هذه الدرجة باسم ” درجة الاشتعال ” وتختلف باختلاف المادة .
3- الحرارة Heat
وهي الضلع الثالث في مثلث الحريق ومنها نتعرف علي:
درجة الاشتعال Ignition point
وسوف نتكلم عن درجة الاشتعال لأهميتها القصوى لقيام الحريق وتعرف بأنها درجة الحرارة التي إذا ما وصلت إليها المادة بدأت الاشتعال وتستمر مشتعلة حتى إذا ما أبعدنا مصدر النار وتختلف درجة الاشتعال باختلاف شكل المادة بمعنى ان درجة اشتعال الخشب تختلف عن درجة اشتعال نشارته كما إن درجة الاشتعال لكتلة خشب ذا مقطع معين تختلف عن درجة اشتعال كتلة ذات مقطع آخر اكبر .

والمهتمين بعلم الإطفاء يميزون درجة حرارة اشتعال ونقطة وميض لكل مادة وتختلف عن غيرها ويستفاد من ذلك في عمليات إطفاء حرائق المخازن وصهاريج البترول ومستودعات المواد الملتهبة والكيماويات والغازات القابلة للاشتعال .
نقطة الوميض : Flash point
هي اقل درجة حرارة يتصاعد عندها بخار المادة او الوقود ويكون مع الهواء مخلوط قابل للاشتعال ولكن لكي يشتعل يجب أن يكون مصدر الاشتعال مستمر.