Kuinka CO2-sammutin sammuttaa tulipalon? Tukahduttava fysiikka selitettynä

Kuvittele pieni palvelinhuone kello kaksi yöllä. UPS-akkukaappi alkaa savuta, sitten tuuletusaukoihin ilmestyy liekkejä. Joku nostaa 5 kg CO2-sammuttimen kiinnikkeestään, kohdistaa torven tulen juureen ja puristaa kahvaa. Kaksitoista sekuntia myöhemmin liekit ovat poissa, telineet ovat edelleen pystyssä, ja ainoa puhdistus on pyyhitty kaapin ovi.

Lyhyt vastaus on tämä: sammutin vapauttaa hiilidioksidia korkeassa paineessa ja muodostaa tiheän kaasupilven ja mikroskooppisia kuivajäähiukkasia palavan materiaalin päälle. Pilven sisällä happitaso tulen pesässä laskee alle sen, mitä liekki tarvitsee, ja palaminen lakkaa. Jäähtymistä tapahtuu matkan varrella, mutta hapen syrjäytyminen tekee todellisen työn.

CO2-sammutin ei hukuta tulta tai kastele polttoainetta. Se luo väliaikaisen ilmapiirin, jossa liekki ei voi hengittää, ja sitten se ilmapiiri katoaa.

Hapen syrjäytyminen ensin, jäähdytys toiseksi

Tuli tarvitsee polttoainetta, happea ja lämpöä samalla hetkellä, ja CO2 hyökkää tuon kolmion happipuolelle. Se tekee sen paikallisesti eikä huoneen laajuisesti. Hiilidioksidi on noin 1,5 kertaa ilmaa tiheämpää, joten pilvi uppoaa ja leviää alas sen sijaan, että se nousisi suoraan kattoon. Kun se peittää polttoaineen, se laimentaa happea liekkivyöhykkeellä. Liekkipoltto tarvitsee yleensä noin 15 prosenttia tai enemmän happea, ja väkevä CO2-virta painaa paikallisen luvun selvästi sen alle. Liuotin- tai maalipalossa se myös työntää pois todella palavan palavan höyryn; neste ei ole tulessa, vaan sen yläpuolella oleva höyry.

Jäähdytys: todellinen, mutta harvoin ratkaiseva

Torvi purkaa kaasu- ja kuivajäähiukkasia noin miinus 78 celsiusasteessa, ja nämä hiukkaset imevät lämpöä yleytyessään. Se auttaa matalassa tulessa ja vain vähän syvässä. Vesi ottaa noin 2260 kilojoulea kiloa kohti, kun se muuttuu höyryksi; CO2 ottaa sublimoituessaan sisään noin 570. Vesi imeytyy myös paperiin, kankaaseen tai puuhun ja jäähdyttää materiaalia sisältäpäin. CO2 koskettaa vain pintoja, minkä vuoksi jätepaperia täynnä oleva roskakori voidaan kaataa sekunneissa ja leimahtaa uudelleen minuuttien kuluttua.

Nesteestä pilveen: sylinterin, venttiilin ja torven sisällä

CO2-sammutin on pikemminkin paineastia kuin pumppu. Hiilidioksidi on nesteenä tasapainossa oman höyrynsä kanssa noin 55-60 barin paineessa 20 Celsius-asteessa, noin 800 psi:ssä. Kastoputki kuljettaa nestettä sylinterin pohjalta venttiiliin, joten poisto ei haihdu ensimmäisen tai kahden sekunnin jälkeen.

Venttiilistä panos kulkee lyhyen letkun kautta poistotorveen, jonka päässä on levenevä kartio. Tämä kartio juoksee tarpeeksi kylmänä aiheuttaakseen paleltumia, minkä vuoksi pidät eristetystä kahvasta etkä koskaan metallista. Torven kohdalla neste välähtää kaasu- ja kuivajäähiukkasiksi ja laajenee noin 450-500 kertaa nestetilavuuteensa nähden.

Paine asettaa myös kellon. CO2-sammutin on rakennettu tyhjenemään sekunneissa eikä minuuteissa että tallennettu paine tekee joka sekunnista tärkeän kun tuli on vielä tarpeeksi pieni pysähtyäkseen.

Hyvin rakennettu 5 kg:n kannettava yksikkö, jonka koko valitaan yleensä palvelinhuoneisiin ja pieniin liuotinliikkeisiin, antaa noin 12-15 sekuntia käyttökelpoista purkausta CK45-sylinteristä ja CE-merkitystä venttiilikokoonpanosta, joka pitää virran tasaisena terävän sijaan.

Mikä sytyttää CO2 käsittelee ja mitä se ei voi korjata

CO2 ei ole yleiskäyttöinen aine. Sen rajoilla on yhtä paljon merkitystä kuin vahvuuksilla:

• Luokan B neste- ja kaasupalot: vahvin ottelu bensiinistä ja liuottimista maaliin ja parafiiniin.
• Jännitteiset sähkölaitteet: kaasu ei ole johtavaa eikä jätä jäämiä, joten paneelit, kaapelit ja palvelimet välttyvät vesi- tai jauhevaurioilta.
• Luokan A kiinteät aineet, kuten paperi, puu ja tekstiilit: pintaliekit sammuvat, syvälle juurtunut lämpö ei, ja uudelleensytytys on yleistä.
• Luokan D palavat metallit: älä käytä. Metallit, kuten magnesium, palavat tarpeeksi kuumina reagoidakseen hiilidioksidin kanssa, mikä voi tehdä tulesta voimakkaamman.
• F-luokan ruokaöljyt ja -rasvat: sopimaton. Itsesyttymislämpötilansa yläpuolella oleva öljy syttyy uudelleen, kun kaasu hajoaa, ja suihku voi roiskua palavaa öljyä ulos astiasta.

Etiketin lukeminen ennen ostamista

Kaksi numeroa kertovat suurimman osan siitä, mitä tarvitset: latauspaino kilogrammoina ja luokan B luokitus. Kirjaimen edessä oleva numero on vakiokoepalon koko, jonka yksikkö joutui sammuttamaan sertifioinnin aikana, joten luokitus 89B kattaa huomattavasti suuremman tulipalon kuin luokitus 34B.

Raskaampi sylinteri vie aikaa ja ulottuvuutta, ei vain tilavuutta. Puolet pienen kannettavan purkamisesta kuluu kahden ensimmäisen metrin kattamiseen, joten vaunuyksikkö ansaitsee lattiapinta-alansa siellä, missä vaara istuu laitteiden takana tai syvällä huoneen sisällä. Jos vaarana on yksi kaappi, ylimääräinen kapasiteetti lisää enimmäkseen kantamista.

Valitsetpa minkä koon tahansa, varmista, että yksiköllä on vakuutuksenantajasi tai paikallisviranomaisen odottama sertifikaatti ja että vaihtoventtiilejä, letkuja ja sarvia on saatavana samalta toimittajalta.

Yhden käyttäminen pahentamatta tilannetta

1. Kanna sylinteriä pystyasennossa ja aseta se alas ennen kuin aloitat; 15 kg painavan yksikön käsittely yhdellä kädellä samalla kun vedetään tapista, niin ihmiset pudottavat sen.
2. Riko peukalointitiiviste, vedä turvatappi ja pidä kiinni vain eristetystä kahvasta.
3. Seiso 1-2 metriä taaksepäin ja suuntaa torvi liekkien juureen, älä savuun.
4. Lakaise puolelta toiselle tulen lähireunan poikki ja työskentele sitten taaksepäin.
5. Jatka purkamista sekunti tai kaksi liekkien sammumisen jälkeen, jotta pilvi voi asettua.
6. Tarkkaile uudelleensytytystä useita minuutteja ja evakuoi, jos yksi sammutin ei riitä.

Toimivan yksikön valinta ja huolto

Kolme asiaa ratkaisee sen, onko a CO2-sammutin suorittaa hätätilanteessa: sylinterin ja venttiilin eheys, todellinen latauspaino ja huoltokirja. Koska kaasu pysyy paineen avulla kemiallisen reaktion sijaan, käytännön tarkistus on paino, ei mittari, ja monissa CO2-yksiköissä ei ole lainkaan painemittaria. Yli 10 prosentin menetys panospainosta tarkoittaa uudelleenlatausta, kun taas itse sylinterille tehdään useimmissa standardeissa hydraulinen painetesti kymmenen vuoden jaksolla.

Venttiilikokoonpano pitää paineen huoltojen välillä ja vapauttaa sen tarpeen mukaan, joten se ansaitsee saman tarkastelun kuin tarraan painettu kapasiteetti. Säilytys varaventtiilit, letkut ja kädensijat Sammuttimen malliin sovitettu nopeuttaa vuosihuoltoa ja estää äänisylinterin jäämisen pois käytöstä pienen osan puutteen vuoksi.

CO2-sammutin sammuttaa tulipalon muuttamalla ilmakehää ympärillään. Nestemäinen hiilidioksidi leimahtaa kylmäksi, tiheäksi kaasu- ja kuivajäähiukkasten pilveksi, peittää palavan polttoaineen ja laskee paikallisen happipitoisuuden alle sen tason, jonka liekki voi selviytyä. Lämpö imeytyy matkan varrella, mutta tuli sammuu, koska se on nälkäinen, ei siksi, että se on jäässä.

Tämä mekanismi selittää sekä vahvuudet että rajat. CO2 on nopeaa, puhdasta ja turvallista jännitteisten sähkölaitteiden läheisyydessä, ja se on huono valinta syvälle istuville kiintoaineille, palaville metalleille ja ruokaöljylle. Yhdistä agentti todelliseen vaaraan, kokoa huonevaraus ja kävellä oleva matka ja pidä painon tarkistus kalenterissa. Sammutin, joka toimii, on se, joka on määritelty edessäsi olevaa tulipaloa varten.