เครื่องดับเพลิง CO2 ดับไฟได้อย่างไร? ฟิสิกส์กลั้นอธิบาย

ลองนึกภาพห้องเซิร์ฟเวอร์เล็กๆ ตอนตีสอง ตู้แบตเตอรี่ของ UPS เริ่มมีควัน จากนั้นมีเปลวไฟปรากฏขึ้นที่ช่องระบายอากาศ มีคนยกเครื่องดับเพลิง CO2 น้ำหนัก 5 กก. ออกจากโครง เล็งแตรไปที่ฐานเพลิงแล้วบีบด้ามจับ สิบสองวินาทีต่อมา เปลวไฟก็มอดลง ชั้นวางยังคงตั้งตระหง่านอยู่ และสิ่งเดียวที่ทำความสะอาดได้คือประตูตู้ที่ถูกเช็ดออก

คำตอบสั้นๆ คือ: เครื่องดับเพลิงจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้แรงดันสูง และก่อตัวเป็นเมฆก๊าซหนาแน่นและอนุภาคน้ำแข็งแห้งขนาดจิ๋วเหนือวัสดุที่กำลังลุกไหม้ ภายในเมฆนั้น ระดับออกซิเจนที่บริเวณกองไฟจะลดลงต่ำกว่าที่เปลวไฟต้องการ และการเผาไหม้ก็หยุดลง การระบายความร้อนเกิดขึ้นตลอดทาง แต่การแทนที่ออกซิเจนได้ผลจริง

เครื่องดับเพลิง CO2 จะไม่ทำให้ไฟดับหรือทำให้น้ำมันเชื้อเพลิงเปียกโชก มันสร้างบรรยากาศชั่วคราวซึ่งเปลวไฟไม่สามารถหายใจได้ และบรรยากาศนั้นก็หายไป

การแทนที่ออกซิเจนก่อน การทำให้เย็นลงครั้งที่สอง

ไฟต้องการเชื้อเพลิง ออกซิเจน และความร้อนในเวลาเดียวกัน และคาร์บอนไดออกไซด์ก็โจมตีด้านออกซิเจนของสามเหลี่ยมนั้น มันทำเฉพาะในพื้นที่มากกว่าทั่วทั้งห้อง คาร์บอนไดออกไซด์มีความหนาแน่นประมาณ 1.5 เท่าของอากาศ ดังนั้นเมฆจึงจมลงและกระจายตัวต่ำแทนที่จะลอยขึ้นไปบนเพดานโดยตรง ขณะที่มันปกคลุมเชื้อเพลิง มันจะเจือจางออกซิเจนในบริเวณเปลวไฟ โดยทั่วไปการเผาไหม้ด้วยเปลวเพลิงต้องการออกซิเจนประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์หรือมากกว่านั้น และกระแสคาร์บอนไดออกไซด์ที่เข้มข้นจะดันตัวเลขในท้องถิ่นให้ต่ำกว่านั้นมาก บนตัวทำละลายหรือไฟสี มันจะผลักไอระเหยไวไฟที่กำลังลุกไหม้อยู่ออกไปด้วย ของเหลวไม่ติดไฟ มีไออยู่ด้านบน

การระบายความร้อน: จริง แต่ไม่ค่อยเด็ดขาด

แตรจะปล่อยก๊าซและอนุภาคน้ำแข็งแห้งที่อุณหภูมิประมาณลบ 78 องศาเซลเซียส และอนุภาคเหล่านี้จะดูดซับความร้อนในขณะที่พวกมันประเสริฐ ซึ่งช่วยได้เมื่อใช้ไฟตื้นแต่ช่วยได้น้อยมากเมื่อใช้ไฟลึก น้ำใช้เวลาประมาณ 2,260 กิโลจูลต่อกิโลกรัมเมื่อเปลี่ยนเป็นไอน้ำ CO2 ใช้เวลาประมาณ 570 เมื่อมันระเหย น้ำยังซึมเข้าไปในกระดาษ ผ้า หรือไม้ และทำให้วัสดุเย็นลงจากภายใน CO2 สัมผัสเพียงพื้นผิว ด้วยเหตุนี้ถังขยะที่เต็มไปด้วยเศษกระดาษจึงสามารถล้มลงได้ภายในไม่กี่วินาทีและลุกเป็นไฟอีกครั้งในไม่กี่นาทีต่อมา

จากของเหลวสู่เมฆ: ภายในกระบอกสูบ วาล์ว และแตร

เครื่องดับเพลิง CO2 เป็นภาชนะรับแรงดันแทนที่จะเป็นปั๊ม คาร์บอนไดออกไซด์จะอยู่ในรูปของของเหลวในสภาวะสมดุล โดยมีไอระเหยของมันเองอยู่ที่ประมาณ 55 ถึง 60 บาร์ ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส หรือประมาณ 800 psi ท่อจุ่มจะลำเลียงของเหลวจากด้านล่างของกระบอกสูบขึ้นไปที่วาล์ว ดังนั้นการคายประจุจึงไม่จางหายไปหลังจากหนึ่งหรือสองวินาทีแรก

จากวาล์ว ประจุจะไหลผ่านท่อสั้นไปยังแตรจ่าย ซึ่งเป็นกรวยบานที่ปลาย กรวยนั้นเย็นพอที่จะทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลือง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณถึงต้องถือที่จับที่หุ้มฉนวน ไม่ใช่โลหะ ที่แตร ของเหลวจะกะพริบเป็นก๊าซและอนุภาคน้ำแข็งแห้ง และขยายตัวประมาณ 450 ถึง 500 เท่าของปริมาตรของเหลว

ความดันยังเป็นตัวกำหนดนาฬิกาอีกด้วย ถังดับเพลิง CO2 ถูกสร้างขึ้นมาให้ระบายออกได้ภายในไม่กี่วินาที แทนที่จะเป็นนาที และ ความกดดันที่เก็บไว้คือสิ่งที่ทำให้ทุกวินาทีมีค่า ในขณะที่ไฟยังเล็กพอที่จะหยุดได้

อุปกรณ์พกพาขนาด 5 กก. ที่สร้างมาอย่างดี ขนาดที่ปกติเลือกใช้สำหรับห้องเซิร์ฟเวอร์และร้านค้าตัวทำละลายขนาดเล็ก ใช้เวลาประมาณ 12 ถึง 15 วินาทีในการปล่อยออกจากกระบอกสูบ CK45 และชุดวาล์วที่มีเครื่องหมาย CE ซึ่งช่วยให้กระแสน้ำคงที่แทนที่จะคมชัด

ตัวไหนที่ยิง CO2 จัดการ และตัวไหนไม่สามารถแก้ไขได้

CO2 ไม่ใช่สารเอนกประสงค์ ข้อจำกัดมีความสำคัญพอๆ กับจุดแข็ง:

• ไฟไหม้ของเหลวและก๊าซคลาส B: การจับคู่ที่แข็งแกร่งที่สุดตั้งแต่น้ำมันเบนซินและตัวทำละลายไปจนถึงสีและพาราฟิน
• อุปกรณ์ไฟฟ้าสด: ก๊าซไม่นำไฟฟ้าและไม่มีสารตกค้าง ดังนั้นแผง เคเบิล และเซิร์ฟเวอร์จึงหลุดพ้นจากความเสียหายจากน้ำหรือผงแป้ง
• ของแข็งคลาส A เช่น กระดาษ ไม้ และสิ่งทอ: เปลวไฟที่พื้นผิวดับลง ความร้อนที่ฝังลึกไม่ดับ และการติดไฟซ้ำเป็นเรื่องปกติ
• โลหะติดไฟประเภท D: อย่าใช้. โลหะ เช่น แมกนีเซียม จะเผาไหม้ร้อนพอที่จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งอาจทำให้ไฟรุนแรงขึ้นได้
• น้ำมันและไขมันปรุงอาหารประเภท F: ไม่เหมาะสม น้ำมันที่อยู่เหนืออุณหภูมิที่จุดติดไฟได้อัตโนมัติจะสว่างขึ้นอีกครั้งเมื่อก๊าซกระจายตัว และไอพ่นสามารถสาดน้ำมันที่ลุกไหม้ออกจากกระทะได้

อ่านฉลากก่อนตัดสินใจซื้อ

ตัวเลขสองตัวจะบอกคุณถึงสิ่งที่คุณต้องการส่วนใหญ่: น้ำหนักที่ชาร์จเป็นกิโลกรัมและพิกัดคลาส B ตัวเลขที่อยู่หน้าตัวอักษรคือขนาดของไฟทดสอบมาตรฐานที่เครื่องต้องใช้ระหว่างการรับรอง ดังนั้นระดับ 89B จึงครอบคลุมไฟที่ใหญ่กว่าระดับ 34B มาก

กระบอกสูบที่หนักกว่าจะซื้อเวลาและระยะเอื้อม ไม่ใช่แค่ปริมาตรเท่านั้น ครึ่งหนึ่งของการปล่อยอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กใช้เวลาครอบคลุมช่วงสองเมตรแรก ดังนั้นชุดรถเข็นจึงได้รับพื้นที่บนพื้นในตำแหน่งที่อันตรายจะอยู่ด้านหลังอุปกรณ์หรืออยู่ลึกเข้าไปในห้อง ในกรณีที่อันตรายเกิดขึ้นเพียงตู้เดียว ความจุที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่จะเพิ่มน้ำหนักในการบรรทุก

ไม่ว่าคุณจะเลือกขนาดใด ให้ยืนยันว่าอุปกรณ์นั้นมีใบรับรองที่บริษัทประกันภัยหรือหน่วยงานในพื้นที่ของคุณคาดหวัง และวาล์ว ท่อ และแตรสำหรับเปลี่ยนนั้นมีจำหน่ายจากซัพพลายเออร์รายเดียวกัน

ใช้อย่างใดอย่างหนึ่งโดยไม่ทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลง

1. ยกกระบอกสูบตั้งตรงแล้ววางลงก่อนสตาร์ท การจัดการอุปกรณ์น้ำหนัก 15 กก. ด้วยมือเดียวขณะดึงหมุดเป็นวิธีที่ผู้คนทิ้งมัน
2. แกะซีลป้องกันการงัดแงะ ดึงหมุดนิรภัย และจับเฉพาะที่จับที่หุ้มฉนวนเท่านั้น
3. ยืนไปด้านหลังหนึ่งถึงสองเมตรแล้วเล็งแตรไปที่ฐานของเปลวไฟ ไม่ใช่ที่ควัน
4. กวาดไปทางขอบไฟแล้วปัดไปด้านหลัง
5. ปล่อยทิ้งไว้สักหนึ่งหรือสองวินาทีหลังจากที่เปลวไฟมอดลงเพื่อให้เมฆสงบลง
6. เฝ้าระวังการลุกไหม้ซ้ำเป็นเวลาหลายนาที และอพยพหากถังดับเพลิงหนึ่งถังไม่เพียงพอ

การเลือกและบำรุงรักษาหน่วยที่จะใช้งานได้

สามสิ่งที่ตัดสินว่าก เครื่องดับเพลิง CO2 ดำเนินการในกรณีฉุกเฉิน: ความสมบูรณ์ของกระบอกสูบและวาล์ว น้ำหนักประจุจริง และบันทึกการบำรุงรักษา เนื่องจากก๊าซถูกกักไว้โดยความดันมากกว่าปฏิกิริยาทางเคมี การตรวจสอบในทางปฏิบัติจึงต้องใช้น้ำหนัก ไม่ใช่เกจ และหน่วย CO2 จำนวนมากไม่มีเกจความดันเลย การสูญเสียน้ำหนักประจุมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์หมายถึงการชาร์จใหม่ ในขณะที่ตัวกระบอกสูบโดยปกติจะต้องได้รับการทดสอบแรงดันไฮดรอลิกในรอบสิบปีในหลายมาตรฐาน

ชุดวาล์วจะเก็บแรงกดระหว่างบริการและปล่อยออกตามความต้องการ ดังนั้นจึงสมควรได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดเช่นเดียวกับความจุที่พิมพ์บนฉลาก การเก็บรักษา วาล์วสำรอง สายยาง และฝาปิดแฮนด์ เมื่อจับคู่กับถังดับเพลิงแล้ว ทำให้การบริการรายปีเร็วขึ้น และหลีกเลี่ยงถังเก็บเสียงที่ไม่ใช้งานเนื่องจากต้องการชิ้นส่วนขนาดเล็ก

เครื่องดับเพลิง CO2 ดับไฟโดยการเปลี่ยนบรรยากาศโดยรอบ คาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะกะพริบเป็นเมฆก๊าซและอนุภาคน้ำแข็งแห้งที่เย็นและหนาแน่น ปกคลุมเชื้อเพลิงที่กำลังลุกไหม้ และทำให้ความเข้มข้นของออกซิเจนในท้องถิ่นลดลงต่ำกว่าระดับที่เปลวไฟสามารถอยู่รอดได้ ความร้อนถูกดูดซับไปตลอดทาง แต่ไฟดับเพราะอดอาหาร ไม่ใช่เพราะถูกแช่แข็ง

กลไกนั้นอธิบายทั้งจุดแข็งและขีดจำกัด CO2 นั้นรวดเร็ว สะอาด และปลอดภัยรอบๆ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้า และเป็นตัวเลือกที่ไม่ดีสำหรับของแข็งที่ฝังลึก โลหะที่ติดไฟ และน้ำมันปรุงอาหาร จับคู่เจ้าหน้าที่กับอันตรายที่เกิดขึ้นจริง กำหนดขนาดค่าใช้จ่ายไปที่ห้องและระยะทางที่คุณต้องเดินเข้าไป และเก็บการตรวจสอบน้ำหนักไว้ในปฏิทิน เครื่องดับเพลิงที่ทำงานคือเครื่องที่ระบุไว้สำหรับไฟที่อยู่ตรงหน้าคุณ