Hiểu lý thuyết về lửa

Lý thuyết về lửa về cơ bản dựa trên các nguyên tắc đốt cháy, là một phản ứng hóa học liên quan đến quá trình oxy hóa nhanh chóng của nhiên liệu. Quá trình này đòi hỏi các điều kiện cụ thể để bắt đầu và duy trì một đám cháy, thường được minh họa bằng tam giác lửa hoặc tứ diện lửa.

Tam giác lửa

Tam giác lửa bao gồm ba yếu tố thiết yếu:

1. Nhiên liệu: Bất kỳ vật liệu dễ cháy nào, chẳng hạn như khí dễ cháy, chất lỏng hoặc chất rắn. Đối với hầu hết các chất rắn và chất lỏng, chúng phải bay hơi để đốt cháy hiệu quả.
2. Oxy: Phải có đủ oxy trong khí quyển, thường là nồng độ khoảng 16% để quá trình đốt cháy xảy ra, với không khí bình thường chứa khoảng 21% oxy.
3. Nhiệt: Một nguồn nhiệt bên ngoài là cần thiết để nâng nhiên liệu đến nhiệt độ đánh lửa. Nhiệt này có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau như bề mặt nóng, thiết bị điện hoặc ngọn lửa mở.

Sự tương tác của ba yếu tố này là rất quan trọng; Loại bỏ bất kỳ một trong số chúng sẽ dập tắt đám cháy

Tứ diện lửa

Trong khi tam giác lửa cung cấp một sự hiểu biết cơ bản, tứ diện lửa mở rộng khái niệm này bằng cách thêm một yếu tố thứ tư: chính phản ứng hóa học. Tứ diện nhấn mạnh rằng không chỉ phải có nhiên liệu, oxy và nhiệt, mà còn cần phải có một phản ứng hóa học liên tục để ngọn lửa tự duy trì. Do đó, nếu bất kỳ yếu tố nào trong bốn yếu tố này bị loại bỏ hoặc gián đoạn, đám cháy sẽ được dập tắt

Hành vi và tăng trưởng hỏa hoạn

Sau khi được đốt cháy, đám cháy có thể phát triển nhanh chóng do tính chất tỏa nhiệt của chúng, tạo ra thêm nhiệt và hơi dễ cháy từ các vật liệu xung quanh thông qua một quá trình gọi là nhiệt phân. Điều này có thể dẫn đến các tình huống nguy hiểm như flashover, trong đó tất cả các vật liệu dễ cháy trong phòng bốc cháy gần như đồng thời do nhiệt độ và nồng độ hơi tăng

Các khái niệm chính trong Fire Dynamics

• Đối lưu, dẫn truyền và bức xạ: Đây là những chế độ chính mà nhiệt lan truyền trong đám cháy. Đối lưu liên quan đến sự chuyển động của không khí nóng; dẫn truyền đề cập đến truyền nhiệt qua vật liệu; và bức xạ là sự phát xạ năng lượng dưới dạng sóng điện từ.
• Giới hạn dễ cháy: Mỗi loại khí có giới hạn trên và dưới cụ thể đối với tính dễ cháy. Nếu nồng độ hơi quá cao (hỗn hợp giàu có) hoặc quá thấp (hỗn hợp nạc), quá trình đốt cháy không thể xảy ra

Bối cảnh lịch sử

Trong lịch sử, các lý thuyết về lửa đã phát triển đáng kể. Lý thuyết phlogiston, cho rằng một nguyên tố giống như lửa đã được giải phóng trong quá trình đốt cháy, cuối cùng đã được thay thế bằng sự hiểu biết hiện đại dựa trên vai trò của oxy trong quá trình đốt cháy. Sự thay đổi này phần lớn là do các thí nghiệm được thực hiện bởi các nhà khoa học như Antoine Lavoisier vào cuối thế kỷ 18. Tóm lại, hiểu lý thuyết về lửa liên quan đến việc nhận ra các thành phần quan trọng cần thiết cho quá trình đốt cháy và cách chúng tương tác trong các môi trường khác nhau. Các biện pháp an toàn cháy nổ thường tập trung vào việc loại bỏ một hoặc nhiều yếu tố của tam giác hoặc tứ diện này để ngăn chặn đám cháy bắt đầu hoặc lan rộng hiệu quả.