CO2'li Yangın Söndürücü Ortamı Nasıl Soğuk Hale Getirir? Açıklanan Fizik

CO2'li Yangın Söndürücü Neden Ortamı Soğuk Hale Getirir?

Deşarj borusunda oluşan don bir hata ya da hile değildir. Bu, birkaç santimetrelik yolculuk boyunca sıvılaştırılmış karbondioksitin değişen fazıdır ve bunu anlamak, CO2 ekipmanını belirleme, konumlandırma ve bakımını yapma şeklinizi değiştirir.

5 kg'lık bir karbondioksitli yangın söndürücüyü açık bir kabine boşalttığınızda işlem hızlı ve hatasız olur. Korna, iki veya üç saniye içinde don nedeniyle beyaza dönüyor ve ağızlıktan soluk kar benzeri bir toz saçılıyor ve neredeyse yere iner inmez yok oluyor. O boynuzu çıplak elle tutan herkes, karbondioksit hakkında unutamayacağı bir şeyler öğrenir.

Önce kısa cevap: CO2 söndürücü, içindeki karbon dioksitin basınçlı bir sıvı olarak saklanması ve dışarı çıkarken faz değiştirmesi gerektiğinden ortamı soğutur. Yaklaşık 57 bar'dan atmosferik basınca kadar genleşme artı CO2'nin kaynayıp kısmen donarken emdiği enerji, çıkış akışını gaz olarak yaklaşık -70 °C'ye ve katı kuru buz parçacıkları olarak yaklaşık -78,5 °C'ye getirir. Bu soğuk, maddenin depolanma şeklinin bir yan ürünüdür. CO2 ünitesinin yangını söndürmesinin nedeni bu değildir.

Birkaç Santimetrede Sıvıdan Kar'a

CO2 tüpü basit bir sıkıştırılmış gaz deposu değildir. 20 °C ortam sıcaklığında karbondioksit doymuş bir karışım halinde bulunur: altta sıvı, üstünde buhar, her ikisi de yaklaşık 57 bardadır. Odayı 30 °C'ye ısıtın; basınç yaklaşık 72 bar'a çıkar. Kabuğun kalın olmasının nedeni budur, ünitenin operatöre güvenmek yerine bir patlama diski taşımasının nedeni budur ve basınç göstergesinin aslında bir sıcaklık göstergesi olmasının nedeni budur.

Silindirin içinde bir sifon tüpü tabana yakın bir yere ulaşır, böylece valf buhar yerine sıvıyı çeker. Bu, çoğu sahibinin fark ettiğinden daha önemlidir: Sıvı besleme hızlı, ağır bir boşaltma sağlarken, yalnızca buharla besleme nozulu aç bırakır ve boşaltma süresini nominal rakamın çok ötesine uzatır.

Dönüşümün kendisi valf deliğinde gerçekleşir. Birkaç milimetrelik bir boşlukta basınç 50 barın üzerinde bir seviyeden atmosfer basıncına düşer. Bu koşullar altında sıvı sıvı kalamaz. Kütlenin bir kısmı anında gaza dönüşüyor, geri kalanı ise ince kuru buz parçacıkları halinde donuyor. Her ikisi de kornayı metali donduracak, çevredeki havadaki su buharını yoğunlaştıracak ve cilde zarar verecek kadar soğuk bırakır.

Soğutmayı Gerçekleştiren İki Etki

Adyabatik genişleme

Basınçlı bir sıvı küçük bir açıklıktan zorlandığında genişler ve bu genleşme sıvının kendi iç enerjisinden karşılanır çünkü ısının çevreden içeri akması için zaman yoktur. Normal çalışma basıncında karbondioksitin pozitif bir Joule-Thomson katsayısı vardır; bu da karbondioksitin kısılmasının onu ısıtmak yerine soğutması anlamına gelir. Akarsu, deliği temizlediği anda zaten daha soğuktur.

Gizli buharlaşma ve süblimleşme ısısı

Sıvı CO2'nin kaynatılarak gaza dönüştürülmesi ve daha sonra bu gazın bir kısmının katı olarak dondurulması enerji tüketir. CO2 bu enerjiyi kendi kalan kütlesinden sağlar. Katı kısım, soğuk zincir nakliyesinde kullanılanla aynı malzeme olan kuru buzdur ve -78,5 °C'de doğrudan gaza süblimleşir.

İki etkiyi birleştirirseniz sahadaki davranış mantıklı olur: yaklaşık -70 °C sıcaklıkta hızlı hareket eden, yaklaşık -78,5 °C sıcaklıkta katı parçacıklar taşıyan bir gaz sisi, tam olarak bu nedenle genellikle yalıtkan bir polimerden kalıplanmış bir boynuzun içinden geçer.

Soğuk söndürme mekanizması değildir. Bir yangınla mücadele maddesinin sıvılaştırılmış gaz olarak depolanıp bir saniyeden kısa sürede serbest bırakılmasının kaçınılmaz imzasıdır.

Ne Kadar Soğuk ve Nerede

Aşağıdaki tablo, 20 °C ortam sıcaklığında deşarj yapan tipik 5 kg'lık CO2 söndürücüyü göstermektedir. Gerçek rakamlar silindir boyutuna, valf tasarımına, dolum yoğunluğuna ve ortam sıcaklığına göre değişir, ancak model değişmez.

Soğuk Ateşe ve Diğer Her Şeye Ne Yapar?

CO2 esas olarak yer değiştirme yoluyla söndürülür. Yangın bölgesine salındığında, alevli yanmanın gerektirdiği oksijeni seyreltir ve bunu kalıntı bırakmadan veya elektrik iletmeden yapar. Soğutma etkisi gerçektir ancak ikincildir. Su, kaynayarak uzaklaşan her kilogram için kabaca 2,26 MJ emer; bu nedenle su soğutucu, CO2 ise boğucu bir maddedir. Bir CO2 ünitesi alevi hızlı bir şekilde söndürür, ancak arkasındaki metalde depolanan ısıyı ortadan kaldırmaz, bu nedenle sıcak ekipmana enerji verildiğinde yeniden tutuşma yaygındır.

Düşük sıcaklık kendi başına sorunlar yaratır. Sıcak cam, seramik ve ince plastikler, donma noktasının yetmiş derece altındaki bir akıntıya çarptığında çatlayabilir ve çok sıcak yüzeylerin hızlı yerel soğuması, sıkı bir şekilde paketlenmiş elektrik aksamlarının içinde gerçek bir risk oluşturur.

Soğuğun Nasıl Davranacağını Belirleyen Tasarım Detayları

Aynı nominal kapasiteye sahip iki yangın söndürücü sahada çok farklı davranabilir ve aradaki fark genellikle pazarlamadan çok donanımdır:

• Korna ve kavrama. Yalıtkan bir polimer korna veya kalıplanmış bir tutma yeri, operatörün elini donma noktasının oldukça altında bulunan bir yüzeyden uzak tutar.
• Valf yapısı ve contaları. Valf, 50 ila 70 bar'lık sıvılaştırılmış gazı sızdırmaz hale getirmeli ve uzun depolamadan sonra da temiz bir şekilde döngü yapmalıdır; bu nedenle gövde malzemesi ve sızdırmazlık bileşikleri, düşük sıcaklık davranışına göre seçilir.
• Hortum. Hortumun sert bükülmesi ve tahliye sırasında hortumun bükülmesi kolaylık sorunu olmaktan ziyade basınç sorunudur.
• Sifon tüpü. Uzunluğu ve uyumu, ünitenin nominal şarjını mı vereceğine yoksa buhar nedeniyle erken mi öleceğine karar verir.
• Disk yırtılması. Tahliye cihazı, sıcak bir silindirin tehlike oluşturmasını önleyen şeydir, çünkü basınç kullanımdan ziyade ortam sıcaklığına göre artar.

İhracat alıcıları için kapasite rakamı kadar malzeme kalitesi de önemlidir. Uyumlu valfe sahip bir CK45 gövdesi üzerine kurulu CE işaretli ünite, aynı 5 kg etiketini taşıyan markasız bir üniteden farklı bir üründür.

Ortam sıcaklığı spesifikasyonun diğer yarısıdır. Üreticiler genellikle -20 °C ila 60 °C gibi bir çalışma aralığı teklif ederler ve soğuk depolar, tesis odaları ve ısıtılmayan depolardaki kullanışlı çalışma aralığı, devreye alma sırasında bir varsayımdan ziyade soruşturma sırasında açık bir yanıtı hak eder. Yayınlanan sıcaklığa uyum aralığı 5 kg'lık bir CK45 CE ünitesi için, donanımı belirli bir ortamla eşleştirirken yararlı bir referans noktasıdır.

Kapasitenin İşe Eşleştirilmesi

Deşarj davranışı boyuta göre değişir ve donma şekli de değişir. Daha küçük silindirler daha hızlı boşalır ve donmayı daha çabuk gösterirken, daha büyük silindirler daha uzun bir süre boyunca daha fazla madde sağlar; bu nedenle fabrika odaları ve yakıt taşıma alanlarında bir grup el tipi ünite yerine 10 kg'lık bir araba ünitesi genellikle doğru cevaptır. Taşınabilir aralık 2 kg'dan 3 kg'a ve 5 kg'a kadar değişir ve her adım, altta yatan fizikten ziyade boşaltma süresini ve atışı değiştirir. Alıcılar dünya genelinde boyutları karşılaştırıyor CO2 yangın söndürücü serisi kapasiteyi tek başına değil, deşarj süresi ve menzil rakamlarını birlikte okumalıdır.

Pratik Kullanım ve Bakım Kuralları

Soğuk, CO2'li yangın söndürücünün bakım şeklini değiştirmez ancak nasıl kullanıldığını değiştirir. Bu kurallar yanlış giden şeylerin çoğunu kapsar:

1. Silindiri dik tutun. Sifon borusu yalnızca dikey konumda tasarlandığı şekilde çalışır.
2. Boşaltma sırasında veya hemen sonrasında asla kornaya veya metal çıkışa dokunmayın; don temizlenene kadar bekleyin.
3. Küçük yangınlarda kısa patlamalar kullanın ve soğuk akıntının atış hızı göründüğünden daha kısa olduğundan tavsiye edilen mesafeden saldırın.
4. Yalnızca göstergeye güvenmek yerine, her incelemede silindiri tartın; yavaş bir şarj kaybı göstergenin normal görünmesine neden olur.
5. Patlama diskinin, hortumun ve kornanın hasarsız olduğunu ve kornanın önceki soğuk çevrimden dolayı çatlamadığını doğrulayın.
6. Kapalı bir odada herhangi bir kullanımdan sonra, yangının ne kadar küçük olduğuna bakılmaksızın, kimse içeri girmeden önce havalandırın.

Belirttiğinizde Bu Ne Anlama Geliyor?

CO2 ekipmanını belirleyen, satın alan veya çalıştıran herkes için pratik sonuç basittir. Deşarj akışını bir gaz bulutu yerine soğuk, yüksek hızlı bir jet olarak değerlendirin. Kornanın ve kabzanın bu gerçeklik için tasarlandığını kontrol edin, valf ve gövde malzemelerinin sahanızdaki ortam sıcaklıklarına uygun olduğunu doğrulayın ve operatörlere donma ortadan kalkana kadar ellerini donanımdan uzak tutmaları konusunda eğitim verin.

Bu mekanizmayı anladığınızda don bir kusur gibi görünmeyi bırakır. Bu, öngörülebilir bir tasarım kısıtlaması haline gelir; iyi bir basınçlı kap üretimi ve doğru valf mühendisliği, ilk boşaltmadan onuncuya kadar üstesinden gelmek için inşa edilir.