Paano Pinapalamig ng CO2 Fire Extinguisher ang mga Bagay? Ipinaliwanag ang Physics

Bakit Pinapalamig ng CO2 Fire Extinguisher ang mga Bagay

Ang frost na gumagapang sa discharge horn ay hindi kasalanan at hindi gimik. Ito ay liquefied carbon dioxide na nagbabagong bahagi sa ilang sentimetro ng paglalakbay, at ang pag-unawa nito ay nagbabago kung paano mo tinukoy, iposisyon at pinapanatili ang CO2 na kagamitan.

Maglabas ng 5 kg na carbon dioxide extinguisher sa isang bukas na cabinet at ang pagkakasunud-sunod ay mabilis at hindi mapag-aalinlanganan. Ang sungay ay nagiging puti na may hamog na nagyelo sa loob ng dalawa o tatlong segundo, at ang isang maputlang alikabok na parang niyebe ay nagkakalat mula sa nozzle, halos naglalaho sa sandaling ito ay lumapag. Ang sinumang humawak sa sungay na iyon gamit ang isang walang laman na kamay ay natututo tungkol sa carbon dioxide na hindi nila malilimutan.

Ang maikling sagot muna: ang isang CO2 extinguisher ay nagpapalamig ng mga bagay dahil ang carbon dioxide sa loob nito ay nakaimbak bilang isang may presyon na likido at kailangang baguhin ang bahagi sa paglabas. Ang pagpapalawak mula sa humigit-kumulang 57 bar pababa sa atmospheric pressure, kasama ang enerhiya na sinisipsip ng CO2 habang kumukulo at bahagyang nagyeyelo, ay dinadala ang umaalis na stream sa humigit-kumulang -70 °C bilang gas at humigit-kumulang -78.5 °C bilang solidong dry ice particle. Ang lamig na iyon ay isang by-product kung paano iniimbak ang ahente. Hindi ito ang dahilan kung bakit nag-aapoy ang isang CO2 unit.

Mula sa Liquid hanggang Snow sa Ilang Sentimetro

Ang CO2 cylinder ay hindi isang simpleng tangke ng compressed gas. Sa 20 °C ambient ang carbon dioxide ay nakaupo bilang isang saturated mixture: likido sa ibaba, singaw sa itaas nito, parehong nasa humigit-kumulang 57 bar. Painitin ang silid sa 30 °C at ang presyon ay umaakyat sa humigit-kumulang 72 bar. Iyon ang dahilan kung bakit ang shell ay makapal, kung bakit ang unit ay nagdadala ng isang rupture disc sa halip na umasa sa operator, at kung bakit ang pressure gauge ay talagang isang temperatura gauge.

Sa loob ng silindro ang isang siphon tube ay umaabot malapit sa ibaba kaya ang balbula ay kumukuha ng likido kaysa sa singaw. Mas mahalaga ito kaysa sa napagtanto ng karamihan ng mga may-ari: ang isang likidong feed ay nagbibigay ng mabilis, mabigat na paglabas, habang ang isang vapor-only na feed ay magpapagutom sa nozzle at mag-uunat ng oras ng paglabas nang higit sa na-rate na figure.

Ang pagbabagong-anyo mismo ay nangyayari sa orifice ng balbula. Sa kabuuan ng ilang milimetro, bumabagsak ang presyon mula sa higit sa 50 bar hanggang sa atmospera. Ang likido ay hindi maaaring manatiling likido sa ilalim ng mga kundisyong iyon. Ang bahagi ng masa ay agad na kumikislap sa gas at ang natitira ay nagyeyelo sa pinong tuyong mga particle ng yelo. Parehong iniiwan ang sungay na sapat na malamig upang magyelo ang metal, upang palamigin ang singaw ng tubig sa nakapalibot na hangin, at upang makapinsala sa balat.

Ang Dalawang Epekto sa Pagpapalamig

Pagpapalawak ng Adiabatic

Kapag ang isang may presyon na likido ay pinilit sa isang maliit na butas ito ay lumalawak, at ang pagpapalawak na iyon ay binabayaran mula sa sariling panloob na enerhiya ng likido, dahil walang oras para sa init na dumaloy mula sa paligid. Sa normal na mga pressure sa pagtatrabaho, ang carbon dioxide ay may positibong Joule-Thomson coefficient, na nangangahulugang ang pag-thrott nito ay nagpapalamig sa halip na magpainit. Mas malamig na ang batis sa sandaling maalis nito ang orifice.

Latent heat ng vaporization at sublimation

Ang pagpapakulo ng likidong CO2 sa gas, at pagkatapos ay pinalamig ang bahagi ng gas na iyon sa isang solid, parehong kumonsumo ng enerhiya. Ang CO2 ay nagbibigay ng enerhiya mula sa sarili nitong natitirang masa. Ang solid fraction ay dry ice, ang parehong materyal na ginamit sa cold-chain shipping, at ito ay diretsong bumabalik sa gas sa -78.5 °C.

Pagsamahin ang dalawang epekto at ang pag-uugali sa site ay may katuturan: isang mabilis na gumagalaw na ambon ng gas sa humigit-kumulang -70 °C na nagdadala ng mga solidong particle sa humigit-kumulang -78.5 °C, na naglalakbay sa isang sungay na kadalasang hinuhubog mula sa isang insulating polymer para sa eksaktong kadahilanang iyon.

Ang lamig ay hindi ang mekanismo ng pagpatay. Ito ay ang hindi maiiwasang lagda ng pag-iimbak ng isang ahente ng pamatay sunog bilang isang liquefied gas at ilalabas ito sa loob ng isang segundo.

Gaano Kalamig, at Saan

Sinusubaybayan ng talahanayan sa ibaba ang isang tipikal na 5 kg na CO2 extinguisher na naglalabas sa 20 °C ambient. Ang mga totoong figure ay nagbabago sa laki ng silindro, disenyo ng balbula, density ng punan at temperatura ng paligid, ngunit ang pattern ay hindi.

Ano ang Nagagawa ng Sipon sa Apoy, at sa Lahat ng Iba pa

Ang CO2 ay namamatay pangunahin sa pamamagitan ng pag-aalis. Inilabas sa fire zone, pinapalabnaw nito ang oxygen na nakasalalay sa nagniningas na pagkasunog, at ginagawa nito ito nang hindi nag-iiwan ng nalalabi o nagsasagawa ng kuryente. Ang nakakagigil na epekto ay totoo ngunit pangalawa. Ang tubig ay sumisipsip ng humigit-kumulang 2.26 MJ para sa bawat kilo na kumukulo, kung kaya't ang tubig ay isang cooling agent at ang CO2 ay isang nagpapalamig. Mabilis na pinapatay ng CO2 unit ang apoy, ngunit hindi nito inaalis ang init na nakaimbak sa metal sa likod nito, kaya't karaniwan ang muling pag-aapoy kapag ang mainit na kagamitan ay naiwang may lakas.

Ang mababang temperatura ay lumilikha ng sarili nitong mga problema. Maaaring pumutok ang mainit na salamin, keramika at manipis na plastik kapag natamaan ng batis na pitumpung digri sa ibaba ng pagyeyelo, at ang mabilis na lokal na paglamig ng napakainit na ibabaw ay isang tunay na panganib sa loob ng masikip na mga electrical assemblies.

Mga Detalye ng Disenyo na Nagpapasya Kung Paano Kumikilos ang Malamig

Ang dalawang extinguisher na may parehong nominal na kapasidad ay maaaring kumilos nang napakaiba sa site, at ang pagkakaiba ay karaniwang hardware kaysa sa marketing:

• Sungay at mahigpit na pagkakahawak. Ang isang insulating polymer horn o isang molded handle grip ay nagpapanatili sa kamay ng operator sa isang ibabaw na mas mababa sa pagyeyelo.
• Konstruksyon ng balbula at mga seal. Ang balbula ay dapat magseal ng liquefied gas sa 50 hanggang 70 bar at malinis pa rin ang pag-ikot pagkatapos ng mahabang imbakan, kaya ang materyal sa katawan at mga seal compound ay pinili para sa mababang temperatura na pag-uugali.
• Hose. Ang matigas na hose ay kumikislap, at isang kinked na hose sa panahon ng paglabas ay isang problema sa presyon sa halip na isang problema sa kaginhawahan.
• Siphon tube. Ang haba at akma nito ang magpapasya kung ang unit ay naghahatid ng na-rate na singil nito o mamatay nang maaga sa singaw.
• Puwang disc. Ang relief device ang pumipigil sa isang mainit na silindro na maging isang panganib, dahil tumataas ang presyon sa temperatura ng kapaligiran kaysa sa paggamit.

Para sa mga bumibili sa pag-export ang materyal na grado ay mahalaga hangga't ang bilang ng kapasidad. Ang unit na may markang CE na binuo sa isang CK45 body na may katugmang balbula ay ibang artikulo mula sa isang hindi branded na assembly na may parehong 5 kg na label.

Ang ambient temperature ay ang kalahati ng detalye. Karaniwang binabanggit ng mga tagagawa ang isang operating window gaya ng -20 °C hanggang 60 °C, at ang kapaki-pakinabang na hanay ng pagtatrabaho sa malamig na mga tindahan, mga silid ng planta at mga hindi naiinit na bodega ay nararapat sa isang tahasang sagot sa panahon ng pagtatanong sa halip na isang pagpapalagay sa pagkomisyon. Ang nai-publish saklaw ng kakayahang umangkop sa temperatura para sa isang 5 kg na yunit ng CK45 CE ay isang kapaki-pakinabang na reference point kapag nagtutugma ng hardware sa isang partikular na kapaligiran.

Pagtutugma ng Kapasidad sa Trabaho

Ang pag-uugali ng discharge ay nagbabago sa laki, at gayundin ang pattern ng frost. Ang mas maliliit na cylinder ay mas mabilis na maubos at nagpapakita ng frost, habang ang mas malalaking cylinder ay naghahatid ng mas maraming ahente sa mas mahabang panahon, kaya naman ang 10 kg na trolley unit ay karaniwang tamang sagot sa mga plant room at fuel-handling area kaysa sa isang cluster ng mga handheld unit. Ang portable range ay tumatakbo mula 2 kg hanggang 3 kg hanggang 5 kg, at ang bawat hakbang ay nagbabago ng oras ng paglabas at paghagis sa halip na ang pisika sa ilalim. Mga mamimili na naghahambing ng mga laki sa buong Saklaw ng CO2 fire extinguisher dapat basahin ang discharge time at range figures nang magkasama, hindi capacity alone.

Praktikal na Pangangasiwa at Mga Panuntunan sa Pagpapanatili

Hindi binabago ng lamig kung paano pinapanatili ang isang CO2 extinguisher, ngunit binabago nito kung paano ito pinangangasiwaan. Sinasaklaw ng mga panuntunang ito ang karamihan sa kung ano ang mali:

1. Panatilihing patayo ang silindro. Gumagana lamang ang siphon tube ayon sa disenyo sa patayong posisyon.
2. Huwag kailanman hawakan ang sungay o ang saksakan ng metal sa panahon o pagkatapos ng paglabas; maghintay hanggang maalis ang hamog na nagyelo.
3. Gumamit ng mga maikling pagsabog sa maliliit na apoy at pag-atake mula sa inirerekomendang distansya, dahil ang paghagis ng malamig na batis ay mas maikli kaysa sa hitsura nito.
4. Timbangin ang silindro sa bawat inspeksyon sa halip na magtiwala sa gauge lamang; ang mabagal na pagkawala ng singil ay nag-iiwan sa gauge na mukhang normal.
5. Kumpirmahin na ang rupture disc, hose at horn ay hindi nasira at na ang sungay ay hindi nabasag mula sa isang nakaraang cold cycle.
6. Pagkatapos ng anumang paggamit sa isang saradong silid, magpahangin bago muling pumasok ang sinuman, gaano man kaliit ang apoy.

Ano ang Ibig Sabihin Nito Kapag Tinukoy Mo

Para sa sinumang tumutukoy, bumibili o nagpapatakbo ng CO2 na kagamitan, ang praktikal na konklusyon ay diretso. Tratuhin ang discharge stream bilang isang malamig, mataas na bilis na jet sa halip na isang ulap ng gas. Suriin kung ang sungay at grip ay idinisenyo para sa katotohanang iyon, kumpirmahin na ang balbula at mga materyales sa katawan ay nababagay sa mga temperatura ng kapaligiran sa iyong site, at sanayin ang mga operator na panatilihin ang kanilang mga kamay sa hardware hanggang sa mawala ang lamig.

Unawain ang mekanismong iyon at huminto ang hamog na nagyelo na parang isang depekto. Ito ay nagiging isang predictable design constraint, isa na ang mahusay na paggawa ng pressure-vessel at tamang valve engineering ay binuo upang mahawakan mula sa unang discharge hanggang sa ikasampu.