::DPM::

Switch to desktop Register Login

Thermal origin (Fire)

Rate this item
(0 votes)

จากบทความหลายๆบทความก่อนหน้านี้ที่ได้กล่าวถึงความสำคัญของการติดไฟโดย Ladwig ได้อธิบายเกี่ยวกับหลักการนี้เอาไว้ว่าสิ่งที่สำคัญต่อการจุดติดไฟ จะประกอบไปด้วย ออกซิเจน เชื้อเพลิงและความร้อน ซึ่งทั้งสามสิ่งเปรียบเสมือนกับด้านทั้งสามด้านของสามเหลี่ยม หากมีองค์ประกอบที่เหมาะสม ก็จะทำให้เกิดการเผาไหม้ขึ้น แต่หากขาดองค์ประกอบเพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง ก็จะไม่สามารถทำให้เกิดการเผาไหม้ขึ้นได้ สามารถแสดงถึงการจุดติดไฟ ในรูปสามเหลี่ยมของไฟ (Fire Triangle) ดังภาพที่ 1 [1]

ภาพที่ 1 สามเหลี่ยมของไฟ (Fire Triangle)

ที่มา: Gagnon (1998)

นอกจากนั้น Drysdale ยังได้อธิบายว่าในกรณีที่เชื้อเพลิงอยู่ในสถานะของแข็ง และของเหลวพลังงานความร้อนจะทำให้เชื้อเพลิงเกิดการสลายตัว และเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอเชื้อเพลิงดังภาพที่ 2 เมื่อไอเชื้อเพลิงได้ถูกผสมเข้ากับอากาศในสัดส่วนที่เหมาะสม ตามความต้องการใช้ออกซิเจนเพื่อใช้ในการลุกไหม้ของเชื้อเพลิงแต่ละชนิดแล้ว จึงทำให้การเผาไหม้เกิดขึ้นตามที่กล่าวมา [2]

ภาพที่ 2 การเกิดไอเชื้อเพลิงจากเชื้อเพลิงแข็ง ในรูปแบบต่างๆ

ที่มา: Drydale (1999)

ความร้อนจากเปลวไฟจำนวนหนึ่ง จะถูกถ่ายเทกลับมาสู่ผิวหน้าของเชื้อเพลิง ซึ่งหากความร้อนดังกล่าวมีปริมาณที่มากพอ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของเชื้อเพลิง กลายเป็นไอเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่อง ดังภาพที่ 3

ภาพที่ 3 การถ่ายเทความร้อน และมวลของเชื้อเพลิง ในการเผาไหม้ที่ผิวหน้าของเชื้อเพลิง

ที่มา: Drydale (1999)

แหล่งกำเนิดความร้อนที่ทำให้เกิดการลุกติดไฟ [3] [4]

แหล่งความร้อนที่ทำให้เกิดการลุกไหม้ของไฟสามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ตามที่มาของแหล่งกำเนิดความร้อน คือ

1 แหล่งความร้อนที่เกิดจากระบวนการเชิงกล

แหล่งความร้อนที่เกิดจากกระบวนการเชิงกลสามารถแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะดังต่อไปนี้

1.1 การเสียดสี

การเสียดสีจะเกิดการสัมผัสกันระหว่างพื้นผิวสองพื้นผิว โดยที่พื้นผิวอย่างน้อยหนึ่งพื้นผิวต้องมีการเคลื่อนที่ การเสียดสีจะทำให้มีความร้อนเกิดขึ้น ซึ่งความร้อนดังกล่าวสามารถทำให้วัตถุที่สามารถติดไฟได้เกิดการลุกติดไฟขึ้น ตัวอย่างของความร้อนที่เกิดจากการเสียดสี คือ ความร้อนที่เกิดจากการลื่นไถลของสายพานบนมู่เล่ ความร้อนที่เกิดขึ้นจะทำให้สายพานซึ่งเป็นวัตถุที่สามารถติดไฟได้เกิดการลุกติดไฟขึ้นนอกจากนี้การเสียดสียังสามารถทำให้เกิดการลุกติดไฟได้ หากว่าการเสียดสีนั้นทำให้เกิดประกายไฟขึ้น ตัวอย่างเช่น การเกิดประกายไฟในเครื่องขัดทำให้เกิดการลุกติดไฟกับวัตถุที่สามารถติดไฟได้ในบริเวณนั้น

1.2 การอัดตัว

การอัดตัวเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความร้อนในการลุกติดไฟที่ได้ จากกฎของก๊าซ (Gas Law) ตามหลักทางเคมี เมื่อก๊าซถูกอัดตัวจะทำให้ก๊าซนั้นมีความดันเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิของก๊าซก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นในระหว่างที่ก๊าซถูกอัดตัว มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดความร้อนที่สูงเพียงพอที่เป็นสาเหตุที่ทำให้วัตถุที่สามารถติดไฟได้เกิดการลุกติดไฟ หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลก็จะใช้หลักการของการอัดตัวของก๊าซในการจุดระเบิดในเครื่องยนต์เช่นกัน

2 แหล่งความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า

แหล่งความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า จะเกิดขึ้นได้ 4 ลักษณะ ดังต่อไปนี้

2.1 ความต้านทานในวงจรไฟฟ้า

             ความต้านทานในวงจรไฟฟ้าจะมีลักษณะคล้ายกับแรงเสียดทานที่ทำให้เกิดความร้อน ในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำไฟฟ้า (Conductor) จะต้องใช้กระแสไฟฟ้าในปริมาณที่สามารถดึงเอาแรงเสียดทานระหว่างอะตอมในขณะที่กระแสไฟฟ้าเคลื่อนจากจุดหนึ่งไปยังจุดหนึ่ง ซึ่งสาเหตุนี้จะเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความต้านทานในการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า โดยความต้านทานนี้จะเปลี่ยนเป็นความร้อน ปริมาณของความร้อนที่เกิดขึ้น จะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ตัวนำไฟฟ้านั้นมีการหุ้มฉนวนหรือไม่ ขนาดของตัวนำไฟฟ้า วัสดุที่ใช้ผลิตตัวนำไฟฟ้า และความไวในการกระจายตัวของความร้อนที่เกิดขึ้น เป็นต้น ตัวอย่างของการเกิดเพลิงไหม้ในลักษณะนี้ คือ การเกิดเพลิงไหม้ในแผงวงจรไฟฟ้า เนื่องจากตัวนำไฟฟ้ารับกระแสไฟฟ้ามากกว่าที่ได้ออกแบบไว้ ทำให้เกิดความร้อนสูงมาก

2.2 ประกายไฟ

ประกายไฟสามารถเกิดได้ตลอดเวลาและถ้าหากวงจรไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่อยู่ถูกกีดขวางจะทำให้เกิดประกายไฟขึ้นเนื่องจากกระแสไฟฟ้าพยายามเคลื่อนที่ ความรุนแรงของความเสียหายที่เกิดจากประกายไฟจะเกิดจากปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ถูกนำพาและลักษณะของการกีดขวางกระแสไฟฟ้าการเปิดสวิตช์ไฟจะทำให้เกิดประกายไฟขนาดเล็ก

2.3 ไฟฟ้าสถิตย์

ไฟฟ้าสถิตย์ จะทำให้เกิดการเรียงตัวของประจุไฟฟ้าบนพื้นผิวของวัตถุ 2 วัตถุ โดยที่วัตถุหนึ่งมีลักษณะเป็นขั้วบวก อีกวัตถุที่เหลือเป็นขั้วลบ และถ้าวัตถุทั้งสองอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ประจุไฟฟ้าที่อยู่บนพื้นผิวของวัตถุทั้งสอง จะทำให้เกิดประกายไฟระหว่างพื้นผิวทั้งสองขึ้น และในกรณีที่วัตถุทั้งสองเป็นน้ำมันเบนซินและพื้นผิวของถังเก็บ เมื่อมีการถ่ายเทน้ำมันเบนซินเข้าออกจากถัง ก็สามารถจะเกิดเพลิงไหม้ขึ้นได้ เนื่องจากว่าเวลาที่วัตถุต่างชนิดกัน เคลื่อนที่ใกล้กันจะทำให้มีไฟฟ้าสถิตย์เกิดขึ้น ตัวอย่างของพื้นที่ที่มีไฟฟ้าสถิตย์เกิดขึ้นอย่างรุนแรงได้แก่ พื้นที่ที่มีการถ่ายเทของของเหลวไวไฟผ่านท่อ เม็ดพลาสติกถูกขนถ่ายด้วยลมผ่านทางท่อ และแผ่นฟิล์มพลาสติกถูกดึงเข้าไปในแท่นพิมพ์

2.4 ฟ้าผ่า

ฟ้าผ่า จะเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนที่ทำให้เกิดเพลิงไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมได้ ฟ้าผ่าจะเกิดจากการก่อตัวของประจุไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับพื้นโลก เมื่อประจุไฟฟ้าก่อตัวถึงจุดที่มีพลังงานที่เพียงพอจะเกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าและทำให้เกิดฟ้าผ่าขึ้น ซึ่งฟ้าผ่านี้จะทำให้เกิดความร้อนในปริมาณที่สูงมาก

3 แหล่งความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี

แหล่งความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี จะเกิดขึ้นได้ 4 ลักษณะ ดังต่อไปนี้ [5] [6]

3.1 กระบวนการเผาไหม้

กระบวนการเผาไหม้จะเกิดเมื่อมีการลุกไหม้เกิดขึ้น และในการลุกไหม้ก็ย่อมมีความร้อนเกิดขึ้นความร้อนที่เกิดขึ้นนี้จะทำให้การลุกไหม้ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

3.2 กระบวนการสลายตัว

ในกระบวนการสลายตัว ความร้อนจะเกิดขึ้นจากวัตถุที่กำลังสลายตัวกระบวนการสลายตัวจะเหมือนกระบวนการเผาไหม้ที่ต้องอาศัยความร้อนในการเริ่มต้นกระบวนการ แต่กระบวนการนี้จะเกิดช้ากว่ากระบวนการเผาไหม้มาก แหล่งความร้อนที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้จะสร้างปัญหาเฉพาะกับวัตถุที่จัดเก็บในลักษณะที่เป็นกองขนาดใหญ่

3.3 กระบวนการย่อยสลาย

ความร้อนที่เกิดจากการทับถมจะมีลักษณะใกล้เคียงกับความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวอย่างมากแต่จะต่างกันคือ การย่อยสลายไม่ต้องอาศัยความร้อนจากภายนอก สำหรับวัตถุบางชนิดที่อุณหภูมิห้องจะมีอัตราการออกซิเดชั่นที่รวดเร็วเพียงพอที่จะทำให้เกิดเพลิงไหม้ขึ้น

4 แหล่งความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์

แหล่งความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นโดยการทำปฏิกิริยากันของอะตอมในสารกัมมันตภาพรังสี เช่น ยูเรเนียม (Uranium) หรือ พลูโตเนียม (Plutonium) เป็นต้น ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นมี 2ลักษณะ คือ กระบวนการฟิสชั่น (Fission) เป็นกระบวนการทำให้เกิดความร้อนจากการแตกตัวของอะตอมกระบวนการนี้สามารถนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ เป็นต้น ส่วนกระบวนการฟิวชั่น (Fusion) เป็นกระบวนการทำให้เกิดความร้อนจากการรวมตัวของอะตอม แต่กระบวนการนี้ยังไม่สามารถนำมาใช้ในกิจการเชิงพาณิชย์ได้ [7]

อัคคีภัยจึงเป็นสาธารณะภัยที่ก่อให้เกิดโศกนาฏกรรมร้ายแรงทุกครั้งที่เกิดขึ้น เพราะก่อให้เกิดการบาดเจ็บ สูญเสียชีวิตและทรัพย์สินและเศรษฐกิจของประเทศ และยังส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก คือทำให้เกิดของเสีย ควันและก๊าซพิษอีกด้วย ดังนั้นถ้าหากเราทราบแหล่งกำเนิดความร้อนที่ทำให้เกิดการลุกติดไฟและมีการป้องกันได้อย่างทันท่วงทีและมีประสิทธิภาพก็จะช่วยลดเหตุการณ์การเกิดอัคคีภัยลงไปได้

อ้างอิง

[1] Ladwig, T. H. 1991. Industrial Fire Prevention and Protection. Van Nostrand Reinhold, New York.

[2] Drysdale, D. 1999. An Introduction to Fire Dynamics. 2nd edition. John Wiley & Son Ltd, West Sussex, England.

[3] Gagnon, R.M. 1998. Design of Special Hazard and Fire Alarm Systems. Delmar Publishers, Albany, New York.

[4] Hall, J.R and Cote. 1997. A.E. America’s Fire Problem and Fire Protection. pp. 3-25. In A.E. Cote. Fire Protection Handbook of 18th edition, Section 1 Basics of Fire and Fire Science. National Fire Protection Association, Quincy, Massachusetts.

[5] Welch, S. Jowsey, A. Deeny, S. Morgan, R. and Torero, J. 2007. Bre large compartment fire tests—characterising post-flash over fires for model validation, FireSafety Journal 42(8) 548–567.

[6] Incropera, F. DeWitt, D. Bergman, T. and Lavine, A. 2007 .in: Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons.

[7] Abecassis-Empis, C. Reszka, P. Steinhaus, T. Cowlard, A. Biteau, H. Welch, S. Rein, G. and Torero, J. 2008. Characterisation of dalmarnock fire test one, Experimental Thermal and Fluid Science 32 (7) 1334–1343.

© 2012 สถาบันบัณฑิตพัฒนบริหารศาสตร์

Top Desktop version