Hvordan undertrykker heptafluorpropan ild?

Curt F. er sandsynligvis korrekt i hans skøn, at heptafluorpropan slukker ild primært med fysiske midler. Ifølge en oversigt af Choy og Fong, “En introduktion til rene agenter: Heptafluorpropan” ( Int. J. om Eng. Performance-Based Fire Codes , bind 5, nr. 4, s. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),

For heptafluorpropan dominerer bidraget fra fysiske mekanismer til slukning af brande over den kemiske mekanisme. Det undertrykker brande primært ved

• ekstrahering af varme fra flammereaktionszonen,
• reduktion af flamtemperaturen under den, der er nødvendig for at opretholde tilstrækkelig høje reaktionshastigheder ved en kombination af varme af fordampning [og] varmekapacitet.

De tilføjer det,

Oxygenudtømning spiller en vigtig rolle i reduktion af flamtemperaturen. Den energi, der absorberes ved nedbrydning af midlet ved at bryde fluorbinding (er) er ret vigtig, især med hensyn til nedbrydningsproduktionsdannelse.

Den kemiske effekt gør faktisk involverer at binde aktive radikale arter. Som et eksempel skal du overveje blandingen $ \ ce {H2 / O2} $ . De primære aktive arter er $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ radikaler.

$$ \ ce {H2 + O2 – > 2OH ^ \ bullet} $$

Kæden begynder at vokse.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {to reaktive sp. i stedet for en} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {to reaktive sp. i stedet for en} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$

De to nederste trin viser især tydeligt, hvorfor brande er voldelige, hurtige reaktioner (efter inkubationsperioden er overstået). Heptafluorpropans kemiske slukningseffekt stammer fra

[—-] termisk nedbrydning af små mængder heptafluorpropan i flammen, som danner fluorerede fragmenter såsom $ \ ce {CF3} $ og $ \ ce {CF2} $ . Disse bruger derefter nøglen forbrændingskædepropagerende arter $ \ ce {H} $ og $ \ ce {O} $ , men i mindre grad på $ \ ce {OH} $ radikaler. Hastighederne for kædeforgrenende forbrændingsreaktion vil falde, den kemiske flamme hæmmes og flammens udbredelse standses . (Choy, Fong)

---

For at øge den kemiske inhibering er heptafluorpropan (eller HFC-227ea) undertiden blandet med $ \ ce {NaHCO3} $ .

Flammehæmning af natriumarter er menes at være på grund af kemisk rensning af større radikale arter ( eg , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) i flammen.

kilde: Skaags, “Assessment of the Fire Suppression Mechanics for HFC-227ea Combined with $ \ ce {NaHCO3} $ “, US Army Research Laboratory , link

---

One kommerciel kilde, i modsætning til Wikipedia, grupperer pentafluorethan sammen med heptafluoropropan.

kilde: Virksomhedsgruppe " RealSnabService "

---

Yderligere læsning, mere dybtgående diskussion og relaterede emner:

• Luo et al. . “Effekt af fluorcarboner og perfluorocaboner på undertrykkelseseffektivitet af $ \ ce {CH3I} $ “. Process Safety and Environment Protection Research Group. link
• Williams, et al. .”Mellemliggende profiler i lavtryksmetan / iltflammer hæmmet af 2-H Heptafluorpropan: sammenligning af eksperimentelle data med kinetisk modellering”. Årlig konference om brandforskning, $ 1998 $ . link
• Sheinson. “Heptafluorpropan med vandspraykølesystem som en samlet oversvømmelse Halon 1301 erstatning: Systemimplementeringsparametre”. Navy Technology Center for sikkerhed og overlevelse. link
• Grosshandler, et al. . “Udryddelse af hydrofluorcarbonflammer med F / H-forhold mellem enhed og større”. Årlig konference om brandforskning, $ 1998 $ . link

Kommentarer

• Dette er et meget bedre svar end min. Jeg anbefaler at skifte det accepterede svar til dette.
• Det ' er OK, @CurtF. Vi formidler et lignende punkt; at disse forbindelser ' primære slukningsmetoder er fysiske snarere end kemiske. Under alle omstændigheder tak for din venlige kommentar! Her har du nogle velfortjente stemmer på dine tidligere svar. 🙂
• TIL: StackExchange / Kemieksperter er meget høflige.

Denne wikipedia-side om gasdæmpning er ikke særlig god. Det er meget vanskeligt for mig at tro, at pentafluorethan har en anden mekanisme til brandbekæmpelse end heptafluorpropan. Jeg formoder, at alle inerte gasmidler virker ved at sænke iltkoncentrationen, både ved simpel fortynding og i kraft af deres densitet, der selektivt fortrænger ilt i bunden af et rum, hvor ild er mere sandsynligt (brandfarlige materialer, som alle materialer, opbevares sjældent i loftet).

Rum er normalt ikke hermetisk forseglet, så hvis du pludselig frigør en masse gas i en, vil trykket ikke opbygges overhovedet meget. Lækage gennem døråbninger, vinduer og ventilationskanaler vil lade al gas forlade rummet. Således vil iltet i rummet gå ned, når det fortyndes med den nye gas. Hvis ventilationsåbningerne er højt oppe i rummet, kan ilt og andre mindre tætte gasser fortrænges selektivt.