Pamuğun çeşitli çevre şartlarında yanma karakteristiğinin incelenmesi

Yangın, maddenin ısı ve oksijenle birleşmesiyle birlikte yanma reaksiyonlarının kontrolsüz bir şekilde gerçekleşmesi olayıdır. Yangının temelini yeterli miktarda yanıcı madde, oksijen ve ısının bir araya gelmesi gerekmektedir. Yangınlar yanan malzemenin özelliklerine göre kategorize edilirler. Pamuk yangınları da A sınıfı yangınlar arasında yer almaktadır. A sınıfı yangınlar normal olarak kor şeklinde yanan genellikle organik yapıdaki katı madde yangınlarını kapsar. Pamuk başta tekstil sektörü olmak üzere birçok sektörde kullanılan bir hammaddedir. Pamuk tekstil sektörünün en önemli yapıtaşıdır. Lifi işlenen ilk bitkidir. Pamuk lifli bir yapıya sahip olup yanıcılığı yüksektir. Bu nedenle toplanmasından balyalamasına, balyalamasından depolanmasına, depolanmasından işlenmesine, işlenip kumaş elde edilmesine kadar olan süreçte yanıcılığı yüksek bir madde olması sebebi ile tüm organizasyon süresince yangına mahal vermeyecek şekilde gerekli yangın önlemleri ve tedbirlerin alınması gerekmektedir. Yanıcılığı yüksek olan pamuk küçük kıvılcımla yanabilen yandıktan sonra zor kontrol altına alınabilen bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır. Yapılan bu çalışmada farklı ortam şartlarında aynı ağırlıkta, farklı hacme sahip pamuk numuneleri belirli yarıçaplarda hazırlanarak yakılmıştır. Bu çalışmamız pamuğun çevresel şartlara maruz kaldığında yanıcılığı süre bazında incelenmesini, farklı günlerde yakılan aynı hacme ve farklı hacme sahip iki farklı boyutta alınan pamuk numunesinin aynı ağrılık baz alındığında yanma süresinde ne derece değişimler olduğu, ortamdaki nemin yanma süresine etkisi, ortamdaki nem yüzey alanı artırılmış ve yüzey alanı azaltılmış aynı kütleye sahip pamuğun yanma sürelerinin ne derecede değiştiği, hissedilen sıcaklığın yanma süresine etkisinin olup olmadığı incelenmiştir. Deney süresince görsel olarak yanma olayını incelenmeye çalışılmıştır. Dış çevre koşullarında aşağıdaki parametreler baz alınmıştır. Hava sıcaklığı Hissedilen hava sıcaklığı Nem Rüzgâr hızı Kapalı alan deneyinde ise aşağıdaki parametreler baz alınmıştır. Hava sıcaklığı Nem Çalışmamızda farklı günlerde çiğitsiz pamuk yakılmıştır. Yakılan pamuk numuneleri yüzey çapı 12 cm ve yüzey çapı 6 cm olarak ayarlanmıştır. Yakılan pamuk numunelerinin tamamı hassas terazi ile ölçülmüştür. Her numune 5 gram olacak şekilde hazırlanmıştır. Akabinde hazırlanan pamuk numuneleri İstanbul lokasyonunda ve Adana lokasyonunda yakılmıştır. Yakılan pamuk numunelerinin yanma durumu gözlemlenerek hava durumunun yanma üzerindeki etkinliği üzerinde durulmuştur. Ayrıca kapalı alanda pamuğun yanma durumunu da incelemek amacı ile aynı ölçüde ve çaplarda hazırlanan pamuk numuneleri kapalı alanda da yakılmıştır. Kapalı alanda yapılan deneyin kapalı ortam koşullarındaki hava sıcaklığı ve havadaki nemi ölçmek için ise dijital termometre kullanılmıştır. İstanbul ilinde yapılan deneyler incelendiğinde yüzey alanı azaltılmış olan pamuk daha hızlı sönümlenmiştir. Bunun nedeni pamuk lifli bir yapıda olması ve lif temasının iç yüzeylere gidildikçe artması ve oksijen girişine yüzey alanı arttırılmış olan pamuk numunesine göre daha az izin vermesinden kaynaklıdır. Yüzey alanı azaltılarak pamuğun yoğunluğu arttırılmıştır. Yüzey alanı arttırılmış pamuk ise daha uzun yanma göstermiş olup pamuk liflerinin arasındaki boşluklardan kaynaklı oksijenle temas eden yüzey alanı fazla olduğundan yanma olayı tüm dokulara yayılma eğilimi göstermiştir. Bu nedenle de yanma olayı biraz daha uzun zaman almıştır. Pamuk lojistik depolarının yanma durumunu inceleyen Wen-Hui Ju pamuğun fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre pamuk lojistik deposunun yangın riski analiz edilerek yangın tehlikesi kaynakları araştırmış, araştırma sonucunda için için yanan yangının tüm nedenleri arasında nem emilimi ve ısı salınımı olasılığının en yüksek olduğunu gösterdiğini, bu nedenle de sıcaklığın 303 K'nin altında olması gerektiği ve ortam neminin %70'in altında kontrol edilmesi önemli olduğunu vurgulanmıştır. Adana ilinde yaz ayında yapılan deneyler incelendiğinde ise çevresel koşullarda nem oranının %70 ve üzeri seyreden hava koşullarında yüzey alanı arttırılmış pamuk numunesi daha hızlı sönümlenerek yanmayan pamuk miktarı yüzey alanı azaltılmış numunelere göre daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Nem oranı yanma karakteristiğini etkileyen ciddi bir parametredir. Yapılan deneylerde %69 ve altı nem oranına maruz kalan pamuk numunesinin yanma karakteristiği ise aynı İstanbul ilinde olduğu gibi seyretmiştir.Nem oranının daha düşük olması nedeniyle yüzey alanı azaltılmış ,yoğunluğu arttırılmış pamuk numunesi daha hızlı sönümlenmiştir. Yüzey alanı arttırılmış olan pamuk numunesinin ise daha uzun süre yanma eylemi gerçekleştirmiştir. Kapalı alanda da pamuğun yanma karakteristiğinin nasıl seyrettiği de incelenmiştir. Adana ve İstanbul lokasyonlarında aynı boyutta ve ağırlıkta pamuk numuneleri yakılmıştır. Çevresel şartlarda karşılaştırılan parametreler hava sıcaklığı ve maruz kaldıkları nem oranı olmuştur. Mevcut alanın hava sıcaklığı ve nem oranı dijital termometre ile ölçülmüştür. Sonuç ise şu şekildedir. Kapalı alanda %70 üstü neme maruz kalan pamuk numuneleri yakıldığında çapı 12 cm olan pamuk numunesi çapı 6 cm olan pamuk numunesine göre daha hızlı sönümlenmiştir. %70 altı nem oranına maruz kalan pamuk numunesinde ise yüzey alanı arttırılmış olan pamuk numunesi daha uzun süre yanma eylemi gerçekleştirmişken, yüzey alanı küçültülmüş olan pamuk numunesi daha hızlı sönümlenmiştir. Kapalı alanda yakılan pamuk dış çevre koşullarında yakılan pamuk ile aynı sonucu vermiştir. Yapılan deney neticesinde %70 ve üstü nem oranına maruz kalan ve hava sıcaklığını yüksek seyrettiği günlerde yakılan yoğunluğu arttırılmış olan pamuk numunesi için için yanma özelliği göstermiştir. Ancak çapı büyütülerek yoğunluğu azaltılan pamuk numunesi yakıldığında yanma belirli bir süre sonra kendiliğinden sönümlenmiştir. Wen-Hui Ju 'nun makalesinde de belirtmiş olduğu şekilde depolama alanlarının bağıl neminin %70 altında tutulması ve sıcaklığın 30°C üzerinde olmaması önem taşımaktadır. Bu çalışmamızdan çıkardığımız en önemli sonuç pamuk yangınlarında çevresel koşulların ciddi bir etkisinin olduğudur. Rüzgâr hızı yüksek olduğu günlerde havanında sıcak olması etkisiyle yanma sürelerinin artış göstermesine neden olmaktadır. Pamuk yanıcılığı yüksek bir malzemedir. Küçük kıvılcım bile büyük bir yangına sebebiyet verebilmektedir. Yapılan deneylerde yüzey alanı küçültülmüş pamuk numunelerinin yakılıp tamamen sönümlenmesine kadar olan süreçlerde gözlemlenen durumlardan bir tanesi de çoğu pamuk numunesi ilk yanma sürecinde tamamen yanmış gibi görünmesiydi. Pamuk numunesinin dış yüzeyinin renk değiştirip yani yanmış gibi gözüküp, pamuk numunesinde duman çıkmamasıydı. Aslında pamuğun yanmıyormuş gibi gözükmesiydi. Ancak çevresel koşullarda maruz kalan yanan pamuk numunesi hafif bir rüzgâr estiğinde numunenin yandığını, duman çıkardığını, iç kısımlarında yanma sürecini devam ettirdiği gözlemlendi. Yapılan deneylerden çıkarılan sonuçlardan bir tanesi de nem oranının çok yüksek seyretmesi %70 oranının üzerine çıkması yanma süresinin kısalmasına neden olmaktadır. Yapılan deneylerde duman çıkarmadan için için yanabilen bir malzeme olduğu gözlenmiştir. İçin için yanma özelliğinde olması küçük bir kıvılcımın dahi yangın çıkarabilecek risk taşıdığını dikkate almak son derece önemlidir. Bu nedenle pamuk işletmelerinde pamuk balyaları depolama yönetmeliklerine uyulmalı ve gerekli tedbirler alınmalıdır. Pamuk balyaları mümkün olduğu kadar aralıklı olarak yerleştirilmelidir. Pamuklar balyalayarak muhafaza edilmelidir ki olası bir yangın durumunda yanma reaksiyonu göstermemiş olan pamuk balyalarının tahliyesi yapılabilmelidir.