Bagaimanakah Alat Pemadam Api CO2 Menjadikan Keadaan Sejuk? Fizik Diterangkan

Mengapa Pemadam Api CO2 Menjadikan Keadaan Sejuk

Fros yang menjalar melintasi tanduk pelepasan bukanlah kesalahan dan bukan gimik. Ia adalah fasa perubahan karbon dioksida cecair merentasi beberapa sentimeter perjalanan, dan memahaminya mengubah cara anda menentukan, meletakkan dan menyelenggara peralatan CO2.

Keluarkan alat pemadam karbon dioksida 5 kg ke dalam kabinet terbuka dan urutannya adalah pantas dan tidak dapat disangkal. Tanduk menjadi putih dengan fros dalam masa dua atau tiga saat, dan habuk pucat seperti salji bertaburan dari muncung, hilang hampir sebaik sahaja ia mendarat. Sesiapa yang memegang tanduk itu dengan tangan kosong mempelajari sesuatu tentang karbon dioksida yang mereka tidak akan lupa.

Jawapan ringkas dahulu: alat pemadam CO2 menjadikan keadaan sejuk kerana karbon dioksida di dalamnya disimpan sebagai cecair bertekanan dan perlu menukar fasa semasa keluar. Pengembangan daripada kira-kira 57 bar ke tekanan atmosfera, ditambah dengan tenaga yang diserap CO2 semasa ia mendidih dan sebahagiannya membeku, membawa aliran keluar kepada kira-kira -70 °C sebagai gas dan kira-kira -78.5 °C sebagai zarah ais kering pepejal. Sejuk itu adalah hasil sampingan cara ejen disimpan. Ia bukan sebab unit CO2 memadamkan kebakaran.

Daripada Cecair kepada Salji dalam Beberapa Sentimeter

Silinder CO2 bukanlah tangki mudah gas termampat. Pada ambien 20 °C karbon dioksida berada sebagai campuran tepu: cecair di bahagian bawah, wap di atasnya, kedua-duanya pada kira-kira 57 bar. Panaskan bilik kepada 30 °C dan tekanan meningkat kepada sekitar 72 bar. Itulah sebabnya cangkangnya tebal, mengapa unit membawa cakera pecah dan bukannya bergantung kepada pengendali, dan mengapa tolok tekanan benar-benar tolok suhu.

Di dalam silinder tiub sifon mencapai hampir ke bahagian bawah supaya injap menarik cecair dan bukannya wap. Perkara ini lebih penting daripada kebanyakan pemilik sedar: suapan cecair memberikan pelepasan yang cepat dan berat, manakala suapan wap sahaja akan menyebabkan muncung dan masa nyahcas meregangkan jauh melebihi angka yang dinilai.

Transformasi itu sendiri berlaku pada orifis injap. Merentasi jurang beberapa milimeter, tekanan runtuh daripada lebih daripada 50 bar kepada atmosfera. Cecair tidak boleh kekal cecair di bawah keadaan tersebut. Sebahagian daripada jisim berkelip serta-merta menjadi gas dan selebihnya membeku menjadi zarah ais kering yang halus. Kedua-duanya membiarkan tanduk cukup sejuk untuk membekukan logam, untuk memekatkan wap air di udara sekeliling, dan merosakkan kulit.

Dua Kesan Melakukan Penyejukan

Pengembangan adiabatik

Apabila cecair bertekanan dipaksa melalui bukaan kecil ia mengembang, dan pengembangan itu dibayar daripada tenaga dalaman bendalir itu sendiri, kerana tiada masa untuk haba mengalir masuk dari persekitaran. Pada tekanan kerja biasa karbon dioksida mempunyai pekali Joule-Thomson positif, yang bermaksud pendikitannya menyejukkannya dan bukannya memanaskannya. Aliran itu sudah lebih sejuk sebaik sahaja ia mengosongkan orifis.

Haba pendam pengewapan dan pemejalwapan

Mendidih cecair CO2 menjadi gas, dan kemudian membekukan sebahagian daripada gas itu menjadi pepejal, kedua-duanya menggunakan tenaga. CO2 membekalkan tenaga itu daripada jisimnya yang tinggal. Pecahan pepejal ialah ais kering, bahan yang sama digunakan dalam penghantaran rantaian sejuk, dan ia menyublimkan kembali kepada gas pada -78.5 °C.

Gabungkan kedua-dua kesan dan tingkah laku di tapak masuk akal: kabus gas yang bergerak pantas pada kira-kira -70 °C membawa zarah pepejal pada kira-kira -78.5 °C, bergerak melalui tanduk yang biasanya dibentuk daripada polimer penebat untuk sebab itu.

Sejuk bukanlah mekanisme pemadaman. Ia adalah tandatangan yang tidak dapat dielakkan untuk menyimpan agen pemadam kebakaran sebagai gas cecair dan melepaskannya dalam masa kurang dari satu saat.

Seberapa Dingin, dan Di Mana

Jadual di bawah mengesan pemadam CO2 5 kg biasa yang dicaj pada 20 °C ambien. Angka sebenar beralih dengan saiz silinder, reka bentuk injap, ketumpatan isian dan suhu ambien, tetapi coraknya tidak.

Apa yang Dilakukan Dingin kepada Api, dan kepada Segala-galanya

CO2 terpadam terutamanya melalui anjakan. Dilepaskan ke dalam zon api ia mencairkan oksigen yang bergantung pada pembakaran yang menyala, dan ia melakukannya tanpa meninggalkan sisa atau mengalirkan elektrik. Kesan penyejukan adalah nyata tetapi kedua. Air menyerap kira-kira 2.26 MJ untuk setiap kilogram yang mendidih, itulah sebabnya air adalah agen penyejuk dan CO2 adalah bahan yang menyekat. Unit CO2 memadamkan api dengan cepat, tetapi ia tidak mengeluarkan haba yang tersimpan dalam logam di belakangnya, itulah sebabnya penyalaan semula adalah perkara biasa apabila peralatan panas dibiarkan bertenaga.

Suhu rendah menimbulkan masalah tersendiri. Kaca panas, seramik dan plastik nipis boleh retak apabila terkena aliran yang tujuh puluh darjah di bawah paras beku, dan penyejukan tempatan yang cepat pada permukaan yang sangat panas adalah risiko sebenar di dalam pemasangan elektrik yang padat.

Butiran Reka Bentuk Yang Memutuskan Bagaimana Kelakuan Dingin

Dua alat pemadam dengan kapasiti nominal yang sama boleh berkelakuan sangat berbeza di tapak, dan perbezaan biasanya adalah perkakasan dan bukannya pemasaran:

• Tanduk dan cengkaman. Tanduk polimer penebat atau cengkaman pemegang yang dibentuk mengekalkan tangan pengendali dari permukaan yang berada jauh di bawah paras beku.
• Pembinaan injap dan pengedap. Injap mesti mengelak gas cecair pada 50 hingga 70 bar dan masih berkitar bersih selepas disimpan lama, jadi bahan badan dan sebatian pengedap dipilih untuk kelakuan suhu rendah.
• hos. Hos kaku berkedut, dan hos berkedut semasa pelepasan adalah masalah tekanan dan bukannya masalah kemudahan.
• Tiub sifon. Panjang dan kesesuaiannya menentukan sama ada unit menghantar cas terkadarnya atau mati lebih awal pada wap.
• Cakera pecah. Peranti pelega adalah apa yang menghalang silinder hangat daripada menjadi bahaya, kerana tekanan meningkat dengan suhu ambien dan bukannya dengan penggunaan.

Bagi pembeli eksport gred bahan penting sama seperti angka kapasiti. Unit bertanda CE yang dibina pada badan CK45 dengan injap sepadan ialah artikel yang berbeza daripada pemasangan tidak berjenama dengan label 5 kg yang sama.

Suhu ambien ialah separuh lagi daripada spesifikasi. Pengilang biasanya memetik tetingkap operasi seperti -20 °C hingga 60 °C, dan julat kerja yang berguna di stor sejuk, bilik loji dan gudang yang tidak dipanaskan berhak mendapat jawapan yang jelas semasa siasatan dan bukannya andaian semasa pentauliahan. Yang diterbitkan julat kebolehsuaian suhu untuk unit CK45 CE 5 kg ialah titik rujukan yang berguna apabila memadankan perkakasan dengan persekitaran tertentu.

Memadankan Kapasiti dengan Pekerjaan

Tingkah laku pelepasan berubah mengikut saiz, begitu juga dengan corak fros. Silinder yang lebih kecil mengosongkan lebih cepat dan menunjukkan fros lebih cepat, manakala yang lebih besar memberikan lebih banyak ejen dalam tempoh yang lebih lama, itulah sebabnya unit troli 10 kg biasanya merupakan jawapan yang tepat di bilik loji dan kawasan pengendalian bahan api dan bukannya sekumpulan unit pegang tangan. Julat mudah alih berjalan dari 2 kg hingga 3 kg hingga 5 kg, dan setiap langkah mengubah masa nyahcas dan membuang dan bukannya fizik di bawahnya. Pembeli membandingkan saiz di seluruh Julat pemadam api CO2 hendaklah membaca masa nyahcas dan angka julat bersama-sama, bukan kapasiti sahaja.

Peraturan Pengendalian dan Penyelenggaraan Praktikal

Sejuk tidak mengubah cara pemadam CO2 diselenggara, tetapi ia mengubah cara ia dikendalikan. Peraturan ini merangkumi kebanyakan perkara yang salah:

1. Pastikan silinder tegak. Tiub sifon hanya berfungsi seperti yang direka dalam kedudukan menegak.
2. Jangan sekali-kali menyentuh hon atau alur keluar logam semasa atau sejurus selepas dilepaskan; tunggu sehingga fros bersih.
3. Gunakan letupan pendek pada api kecil dan serang dari jarak yang disyorkan, kerana lontaran aliran sejuk adalah lebih pendek daripada yang kelihatan.
4. Timbang silinder pada setiap pemeriksaan dan bukannya mempercayai tolok sahaja; kehilangan cas yang perlahan menyebabkan tolok kelihatan normal.
5. Sahkan cakera pecah, hos dan tanduk tidak rosak dan tanduk tidak retak daripada kitaran sejuk sebelumnya.
6. Selepas sebarang penggunaan di dalam bilik tertutup, ventilasi sebelum sesiapa masuk semula, tidak kira betapa kecilnya api itu.

Maksud Ini Apabila Anda Tentukan

Bagi sesiapa yang menentukan, membeli atau mengendalikan peralatan CO2, kesimpulan praktikalnya adalah mudah. Anggap aliran nyahcas sebagai jet sejuk dan berkelajuan tinggi dan bukannya awan gas. Periksa sama ada tanduk dan cengkaman direka untuk realiti itu, sahkan injap dan bahan badan sesuai dengan suhu ambien di tapak anda, dan latih pengendali untuk menjauhkan diri daripada perkakasan sehingga fros hilang.

Fahami mekanisme itu dan fros berhenti kelihatan seperti kecacatan. Ia menjadi kekangan reka bentuk yang boleh diramal, iaitu pembuatan kapal tekanan yang baik dan kejuruteraan injap yang betul dibina untuk mengendalikan dari pelepasan pertama hingga kesepuluh.