Як вогнегасник CO2 гасить пожежу? Пояснення задушливої фізики

Уявіть невелику серверну кімнату о другій годині ночі. Акумуляторна шафа ДБЖ починає диміти, потім у вентиляційних отворах з’являється полум’я. Хтось знімає з кронштейна 5-кілограмовий вогнегасник CO2, спрямовує ріжок на джерело пожежі та стискає ручку. Через дванадцять секунд полум’я зникло, стелажі все ще стоять, і єдине очищення – це витерті дверцята шафи.

Коротка відповідь така: вогнегасник виділяє вуглекислий газ під високим тиском і утворює щільну хмару газу та мікроскопічних частинок сухого льоду над матеріалом, що горить. Усередині цієї хмари рівень кисню в осередку пожежі падає нижче рівня, необхідного для полум’я, і горіння припиняється. По дорозі відбувається охолодження, але справжню роботу виконує витіснення кисню.

Вогнегасник CO2 не гасить вогонь і не змочує паливо. Це створює тимчасову атмосферу, в якій полум'я не може дихати, а потім ця атмосфера зникає.

По-перше, витіснення кисню, по-друге, охолодження

Вогонь потребує палива, кисню та тепла одночасно, а CO2 атакує кисневу сторону цього трикутника. Це робиться локально, а не в усьому приміщенні. Вуглекислий газ приблизно в 1,5 рази щільніший за повітря, тому хмара опускається й розповсюджується низько, замість того, щоб підніматися прямо до стелі. Покриваючи паливо, він розбавляє кисень у зоні полум’я. Для полум’яного горіння зазвичай потрібно близько 15 відсотків кисню або більше, а концентрований потік CO2 штовхає локальний показник значно нижче цього. Під час вогню розчинника або фарби він також відштовхує легкозаймисті пари, які насправді горять; горить не рідина, горить пара над нею.

Охолодження: реальне, але рідко вирішальне

Рупор випускає газ і частинки сухого льоду при температурі близько мінус 78 градусів за Цельсієм, і ці частинки поглинають тепло під час сублімації. Це допомагає на неглибокому вогні й дуже мало — на глибокому. Вода приймає приблизно 2260 кілоджоулів на кілограм, коли перетворюється на пару; CO2 поглинає близько 570 під час сублімації. Вода також вбирається в папір, тканину або деревину і охолоджує матеріал зсередини. CO2 торкається лише поверхонь, тому контейнер, наповнений макулатурою, можна збити за лічені секунди та знову спалахнути через кілька хвилин.

Від рідини до хмари: всередині циліндра, клапана та ріжка

Вогнегасник CO2 - це ємність під тиском, а не насос. Вуглекислий газ перебуває у вигляді рідини в рівновазі з власною парою під тиском приблизно від 55 до 60 бар при 20 градусах Цельсія, приблизно 800 psi. Занурювальна трубка переносить рідину від дна циліндра до клапана, тому виділення не зникають через першу або дві секунди.

Від клапана заряд проходить через короткий шланг до нагнітального ріжка, розширеного конуса на кінці. Цей конус досить холодний, щоб викликати обмороження, тому ви тримаєте ізольовану ручку, а не метал. У рупорі рідина перетворюється на частинки газу та сухого льоду та розширюється приблизно в 450-500 разів більше свого об’єму рідини.

Тиск також встановлює годинник. CO2-вогнегасник розроблений таким чином, що спорожняється за секунди, а не за хвилини що накопичений тиск - це те, що робить кожну секунду на рахунку поки вогонь ще досить малий, щоб зупинитися.

Добре побудований 5-кілограмовий портативний блок, розмір якого зазвичай вибирають для серверних кімнат і невеликих складів розчинників, дає приблизно 12-15 секунд корисного викиду з циліндра CK45 і вузла клапана з маркуванням CE, який підтримує потік постійним, а не різким.

Що запускає CO2, а що не може виправити

CO2 не є агентом загального призначення. Його межі важливі так само, як і його сильні сторони:

• Пожежі рідини та газу класу B: найсильніший сірник, від бензину та розчинників до фарби та парафіну.
• Електрообладнання під напругою: газ не є електропровідним і не залишає залишків, тому панелі, кабелі та сервери захищені від пошкодження водою чи порошком.
• Тверді речовини класу А, такі як папір, деревина та текстиль: поверхневе полум’я гасне, глибоке тепло – ні, і повторне займання є звичайним явищем.
• Горючі метали класу D: не використовувати. Такі метали, як магній, горять настільки гарячими, що вступають у реакцію з вуглекислим газом, що може посилити пожежу.
• Кулінарні олії та жири класу F: непридатний. Олія, температура якої перевищує температуру самозаймання, знову запалюється, коли газ розсіюється, і струмінь може виплеснути палаючу олію з піддону.

Читайте етикетку перед покупкою

Дві цифри говорять про те, що вам потрібно: вага заряду в кілограмах і клас B. Число перед літерою вказує на розмір стандартної випробувальної пожежі, яку прилад повинен був загасити під час сертифікації, тому рейтинг 89B покриває значно більшу пожежу, ніж рейтинг 34B.

Більш важкий циліндр виграє час і досягає, а не тільки обсяг. Половина розряду невеликого портативного пристрою витрачається на проходження перших двох метрів, тому тролейбусний блок займає свою площу там, де небезпека знаходиться позаду обладнання або глибоко всередині кімнати. Там, де небезпека полягає в одній шафі, додаткова місткість здебільшого збільшує вагу для транспортування.

Незалежно від розміру, який ви виберете, переконайтеся, що пристрій має сертифікацію, яку очікує ваш страховик або місцева влада, і що запасні клапани, шланги та гудки доступні від того самого постачальника.

Використовуйте один, не погіршуючи ситуацію

1. Перенесіть циліндр вертикально та покладіть його перед початком; поводження з 15-кілограмовою одиницею однією рукою, витягуючи булавку, ось як люди її впускають.
2. Зломіть пломбу, потягніть запобіжний штифт і тримайтеся лише за ізольовану ручку.
3. Відійдіть на один-два метри назад і направте ріжок на основу полум’я, а не на дим.
4. Проведіть з боку в бік через ближній край вогню, потім працюйте назад.
5. Продовжуйте розряджатися протягом секунди або двох після того, як полум’я згасне, щоб хмара могла осісти.
6. Слідкуйте за повторним займанням протягом кількох хвилин і евакуюйтеся, якщо одного вогнегасника недостатньо.

Вибір і обслуговування пристрою, який буде працювати

Три речі вирішують, чи a CO2 вогнегасник виконує в екстрених випадках: цілісність циліндра та клапана, фактичну вагу заряду та протокол технічного обслуговування. Оскільки газ утримується тиском, а не хімічною реакцією, практична перевірка – це вага, а не манометр, і багато блоків CO2 взагалі не мають манометра. Втрата більше ніж 10 відсотків ваги заряду означає перезарядку, тоді як сам циліндр зазвичай підлягає випробуванню гідравлічним тиском у десятирічному циклі за багатьма стандартами.

Вузол клапана утримує цей тиск між службами та скидає його за вимогою, тому він заслуговує на таку ж ретельну увагу, як і потужність, надрукована на етикетці. Збереження запасні клапани, шланги та кришки ручок відповідність моделі вогнегасника пришвидшує щорічне обслуговування та запобігає виходу з ладу міцного циліндра через брак маленької деталі.

Вогнегасник CO2 гасить пожежу, змінюючи атмосферу навколо неї. Рідкий вуглекислий газ спалахує в холодну щільну хмару газу та частинок сухого льоду, покриває палаюче паливо та знижує локальну концентрацію кисню нижче рівня, який може витримати полум’я. По дорозі тепло поглинається, але вогонь гасне, тому що він голодує, а не тому, що замерз.

Цей механізм пояснює як сильні сторони, так і обмеження. CO2 є швидким, чистим і безпечним навколо електричного обладнання під напругою, і це поганий вибір для твердих частинок, що знаходяться глибоко, горючих металів і кулінарної олії. Зіставте агента з реальною небезпекою, розрахуйте заряд відповідно до кімнати та відстані, яку вам потрібно пройти, і збережіть перевірку ваги в календарі. Вогнегасник, який працює, це той, який був вказаний для пожежі перед вами.