Hvordan undertrykker heptafluorpropan brann?

Curt F. er sannsynligvis riktig i sitt estimat at heptafluorpropan slukker ild først og fremst ved fysiske midler. I følge en oversikt av Choy og Fong, «An Introduction to Clean Agents: Heptafluoropropane» ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes , bind 5, nr 4, s. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),

For heptafluorpropan dominerer bidraget fra fysiske mekanismer til slukking av branner over den kjemiske mekanismen. Det undertrykker branner primært ved å

• utvinne varme fra flammereaksjonssonen,
• redusere flamtemperaturen under den som er nødvendig for å opprettholde tilstrekkelig høye reaksjonshastigheter ved en kombinasjon av varme av fordampning [og] varmekapasitet.

De legger til at,

Oksygenmangel spiller en viktig rolle for å redusere flamtemperaturen. Energien som absorberes ved nedbrytning av midlet ved å bryte fluorbinding (er) er ganske viktig, spesielt med hensyn til nedbrytningsproduksjonsdannelse.

Den kjemiske effekten gjør faktisk innebære å binde opp aktive radikale arter. Ta for eksempel blandingen $ \ ce {H2 / O2} $ . De primære aktive artene er $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ radikaler.

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

Kjeden begynner å vokse.

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

De to nederste trinnene viser spesielt tydelig hvorfor branner er voldelige, raske reaksjoner (etter at inkubasjonsperioden er over). Heptafluorpropans kjemiske slukningseffekt oppstår fra

[—-] termisk nedbrytning av små mengder heptafluorpropan i flammen som danner fluorerte fragmenter som $ \ ce {CF3} $ og $ \ ce {CF2} $ . Disse bruker deretter nøkkelen forbrenningskjede-forplantende arter $ \ ce {H} $ og $ \ ce {O} $ , men i mindre grad på $ \ ce {OH} $ radikaler. Hastigheten på kjedeforgrenende forbrenningsreaksjon vil avta, den kjemiske flammen inhiberes og flammeutbredelsen stoppes . (Choy, Fong)

---

For å øke den kjemiske inhiberingen er heptafluorpropan (eller HFC-227ea) noen ganger blandet med $ \ ce {NaHCO3} $ .

Flammehemming av natriumarter er antas å være på grunn av kjemisk rensing av store radikale arter ( f.eks , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) i flammen.

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

---

En kommersiell kilde, i motsetning til Wikipedia, grupperer pentafluoretan sammen med heptafluorpropan.

kilde: Selskapsgruppe " RealSnabService "

---

Videre lesing, mer grundige diskusjoner og relaterte emner:

• Luo et al. . «Effekt av fluorkarboner og perfluorkarboner på undertrykkelseseffektivitet av $ \ ce {CH3I} $ «. Prosessforsknings- og miljøvernforskningsgruppe. lenke
• Williams, et al. .»Intermediate Species Profiles in Low Pressure Metan / Oxygen Flames Inhibited of 2-H Heptafluoropropane: Comparison of Experimental Data with Kinetic Modelling». Årlig konferanse om brannforskning, $ 1998 $ . lenke
• Sheinson. «Heptafluorpropan med vannspraykjølesystem som en total flom Halon 1301 erstatning: Systemimplementeringsparametere». Navy Technology Center for Safety and Survivability. lenke
• Grosshandler, et al. . «Utryddelse av fluorhydrogenflammer med F / H-forhold mellom enhet og større». Årlig konferanse om brannforskning, $ 1998 $ . lenke

Kommentarer

• Dette er et mye bedre svar enn min. Jeg anbefaler å bytte det aksepterte svaret til dette.
• Det ' er OK, @CurtF. Vi formidler et lignende punkt; at disse forbindelsene ' primære slukkingsmidler er fysiske snarere enn kjemiske. I alle fall takk for den snille kommentaren din! Her har du noen velfortjente stemmer på dine tidligere svar. 🙂
• TIL: StackExchange / Kjemieksperter er veldig høflige.

At wikipedia-siden om gassdemping er ikke veldig bra. Det er veldig vanskelig for meg å tro at pentafluoroetan har en annen mekanisme for branndemping enn heptafluorpropan. Jeg mistenker at alle inertgassmidlene fungerer ved å senke oksygenkonsentrasjonen, både ved enkel fortynning og i kraft av dens tetthet som selektivt fortrenger oksygen i bunnen av et rom, hvor det er mer sannsynlig at brann er (brennbare materialer, som alle materialer, lagres sjelden i taket).

Rom er vanligvis ikke hermetisk forseglet, så hvis du plutselig slipper løs mye gass i ett, vil ikke trykket i det hele tatt bygge seg opp. Lekkasjer gjennom døråpninger, vinduer og ventiler lar all gass forlate rommet. Dermed vil oksygenet i rommet gå ned når det fortynnes med den nye gassen. Hvis ventilasjonene er høyt oppe i rommet, kan oksygen og andre mindre tette gasser fortrenges selektivt.