Comment lheptafluoropropane supprime-t-il le feu?

Curt F. a probablement raison dans son estimation de lheptafluoropropane éteint le feu principalement par des moyens physiques. Selon un aperçu de Choy et Fong, « An Introduction to Clean Agents: Heptafluoropropane » ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes , vol. 5, n ° 4, p. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),

Pour lheptafluoropropane, la contribution des mécanismes physiques à lextinction des incendies prédomine sur le mécanisme chimique. Il supprime les incendies principalement en

• extrayant la chaleur de la zone de réaction de la flamme,
• en réduisant la température de la flamme en dessous de ce qui est nécessaire pour maintenir des vitesses de réaction suffisamment élevées par une combinaison de chaleur de vaporisation [et] de capacité thermique.

Ils ajoutent que,

Lappauvrissement en oxygène joue un rôle important dans la réduction de la température de la flamme. Lénergie absorbée lors de la décomposition de lagent par rupture des liaisons fluorées est assez importante, en particulier en ce qui concerne la formation de la production de décomposition.

Leffet chimique fait effectivement impliquent de lier des espèces radicalaires actives. À titre dexemple, considérons le mélange $ \ ce {H2 / O2} $ . Les principales espèces actives sont les radicaux $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ .

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

La chaîne commence à se développer.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {deux sp réactifs. au lieu dun} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {deux sp réactifs. au lieu dun} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$

Les deux étapes du bas montrent particulièrement clairement pourquoi les incendies sont des réactions violentes et rapides (après la période dincubation). Leffet dextinction chimique de lheptafluoropropane provient de

[—-] la décomposition thermique de petites quantités dheptafluoropropane dans la flamme qui forment des fragments fluorés tels $ \ ce {CF3} $ et $ \ ce {CF2} $ . Ceux-ci consommeront alors la clé espèces propageant la chaîne de combustion $ \ ce {H} $ et $ \ ce {O} $ , mais dans une moindre mesure sur les radicaux $ \ ce {OH} $ . Les taux de réaction de combustion à ramification en chaîne vont diminuer, la flamme chimique est inhibée et la propagation de la flamme est arrêtée . (Choy, Fong)

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Pour augmenter linhibition chimique, lheptafluoropropane (ou HFC-227ea) est parfois mélangé avec $ \ ce {NaHCO3} $ .

Linhibition de la flamme par les espèces de sodium est censé être en raison du piégeage chimique des principales espèces radicalaires ( eg , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) dans la flamme.

source: Skaags, « Assessment of the Fire Suppression Mechanics for HFC-227ea Combined with $ \ ce {NaHCO3} $ « , États-Unis Laboratoire de recherche de larmée , link

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Un source commerciale , contrairement à Wikipédia, regroupe le pentafluoroéthane avec lheptafluoropropane.

source: Groupe dentreprises " RealSnabService "

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Lectures complémentaires, discussion plus approfondie et sujets connexes:

• Luo et al. . « Effet des hydrofluorocarbones et perfluorocabons sur lefficacité de suppression de $ \ ce {CH3I} $ « . Groupe de recherche sur la sécurité des procédés et la protection de lenvironnement. lien
• Williams, et al. . »Profils despèces intermédiaires dans les flammes de méthane / oxygène à basse pression inhibées par 2-H Heptafluoropropane: comparaison des données expérimentales avec la modélisation cinétique ». Conférence annuelle sur la recherche sur les incendies, $ 1998 $ . lien
• Sheinson. « Heptafluoropropane avec le système de refroidissement de jet deau comme remplacement total du halon 1301 dinondation: Paramètres de mise en œuvre du système ». Centre de technologie de la marine pour la sécurité et la survie. lien
• Grosshandler, et al. . « Extinction des flammes dhydrofluorocarbone avec des rapports F / H dunité et plus ». Conférence annuelle sur la recherche sur les incendies, $ 1998 $ . link

Commentaires

• Cest une bien meilleure réponse que la mienne. Je recommande de remplacer la réponse acceptée par celle-ci.
• Ça ' est OK, @CurtF. Nous transmettons un point similaire; que ces composés ' principaux moyens d’extinction sont d’origine physique plutôt que chimique. Dans tous les cas, merci pour votre aimable commentaire! Ici, ayez des votes positifs bien mérités sur vos réponses précédentes. 🙂
• TIL: Les experts de StackExchange / Chimie sont très polis.

Cette page wikipedia sur la suppression des incendies gazeux nest pas très bonne. Il mest très difficile de croire que le pentafluoroéthane a un mécanisme dextinction dincendie différent de celui de lheptafluoropropane. Je soupçonne que tous les agents de gaz inerte agissent en abaissant la concentration en oxygène, à la fois par simple dilution et en raison de leur densité déplaçant sélectivement loxygène au fond dune pièce, où le feu est plus susceptible dêtre sont rarement stockées au plafond).

Les pièces ne sont généralement pas hermétiquement fermées, donc si vous libérez soudainement beaucoup de gaz en une seule, la pression ne saccumule pas beaucoup du tout. Les fuites à travers les portes, les fenêtres et les évents laisseront tout le gaz quitter la pièce. Ainsi, loxygène de la pièce diminuera au fur et à mesure quil sera dilué par le nouveau gaz. Si les évents sont en hauteur dans la pièce, loxygène et dautres gaz moins denses pourraient être sélectivement déplacés.