1.9. Nguyên lý của quá trình chữa cháy [5]; [22]
1.9.2. Các điều kiện của quá trình cháy
Phản ứng cháy muốn xảy ra và tồn tại phải có đủ 3 yếu tố đó là: Chất cháy, chất oxy hố và nguồn nhiệt. Trong đó chất cháy và chất oxy hố đóng
vai trị là những chất tham gia phản ứng, còn nguồn nhiệt là tác nhân cung cấp năng lượng cho phản ứng xảy ra. Dưới đây ta xem xét cho từng yếu tố:
- Chất cháy (vật liệu cháy): Là những chất có khả năng tham gia phản ứng cháy với chất oxy hố. Vật liệu cháy là chất có khả năng bén lửa và bốc cháy trong điều kiện có đủ nguồn nhiệt và oxy. Đối với vật liệu cháy ở rừng gồm: Cành lá, thảm thực vật, cây bụi…. Vật liệu cháy là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình cháy rừng. Trong vật liệu cháy thì thành phần hố học và độ ẩm là hai thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình cháy rừng. Độ ẩm của vật liệu cháy càng cao thì phản ứng cháy càng khó thực hiện.
- Chất oxy hố: Chất oxy hố là những chất tham gia phản ứng hoá học với chất cháy tạo nên sự cháy. Chất oxy hoá trong phản ứng cháy có thể là oxy ngun chất, oxy của khơng khí, oxy sinh ra do các hợp chất chứa oxy bị phân huỷ. Trong khơng khí có khoảng 21 - 23% oxy, tỷ lệ này thuận lợi cho quá trình cháy. Khi nồng độ oxy giảm xuống dưới 15% thì khơng cịn khả năng duy trì sự cháy.
- Nguồn nhiệt: Nguồn nhiệt là nguồn cung cấp năng lượng cho phản ứng cháy xảy ra, nó là một yếu tố cần thiết khơng thể thiếu để sự cháy phát sinh và tồn tại. Để quá trình cháy xảy ra cần phải có nguồn nhiệt ban đầu (gọi là điểm bén lửa) thông thường đối với vật liệu ở trong rừng điểm bén lửa trong khoảng 220 - 2500C (ở độ ẩm 15 - 20%). Nguồn nhiệt của sự cháy có thể là: Ngọn lửa của những vật đang cháy, tia lửa điện, vật thể được nung nóng, hoặc có thể là nhiệt của phản ứng hố học, của q trình vật lý (hấp thụ, hồ tan), nhiệt của q trình sinh hố (phân huỷ, lên men) và cũng có thể chính là nhiệt độ của môi trường (trường hợp tự cháy). Với mỗi hỗn hợp của chất cháy và chất oxy hố khác nhau để có sự cháy xảy ra thì u cầu năng lượng và nguồn nhiệt là khác nhau.
Khi có đủ 3 yếu tố cần thiết cho sự cháy nói trên, sự cháy chưa chắc đã xảy ra mà cần có các điều kiện khác kèm theo đó là:
- Các yếu tố cần thiết tiếp xúc trực tiếp với nhau, nếu khơng có sự tiếp xúc thì khơng có sự tương tác hố học giữa chất cháy và chất oxy hoá xảy ra và do đó sẽ khơng có phản ứng cháy.
- Nồng độ của chất cháy và chất oxy hoá phải ở trong phạm vi giới hạn nồng độ bốc cháy. Ta đã biết rằng tốc độ của phản ứng hoá học phụ thuộc vào nồng độ các chất tham gia phản ứng, nếu nồng độ của chất cháy hoặc chất oxy hố nằm ngồi phạm vi giới hạn nồng độ bốc cháy thì tốc độ của phản ứng hố học khơng đủ lớn để tạo ra lượng nhiệt làm hỗn hợp bốc cháy đó chỉ là phản ứng oxy hố đơn thuần.
- Nguồn nhiệt phải nung nóng được hỗn hợp chất cháy và chất oxy hoá, hỗn hợp cháy tới một nhiệt độ nhất định đó là nhiệt độ tự bốc cháy của hỗn hợp. Nghiên cứu những yếu tố cần thiết cho sự cháy là một trong những cơ sở khoa học để từ đó đề ra biện pháp an tồn và chữa cháy phù hợp. Để sự cháy khơng xảy ra hoặc làm ngưng sự cháy ta chỉ cần loại trừ một trong ba yếu tố cần thiết cho sự cháy nói trên.