Hoe onderdrukt heptafluorpropaan brand?
Er staat hier dat het dit doet door “de kettingreactie te remmen”. Wat betekent dat specifiek? Hecht $ \ ce {O2} $ zich aan het heptafluorpropaan?
Reacties
- @CurtF. En het meeste brandende materiaal is zwaarder dan lucht, en brandt dus meestal vlak bij de grond – dus als je de zuurstof hoger kunt duwen, zelfs als het ' niet uit de kamer ontsnapt, het verplaatsen ervan kan de vlammen nog steeds verhongeren.
Antwoord
Curt F. heeft waarschijnlijk gelijk in zijn inschatting dat heptafluorpropaan blust vuur voornamelijk met fysieke middelen. Volgens een overzicht door Choy en Fong, “An Introduction to Clean Agents: Heptafluoropropane” ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes , deel 5, nr 4, p. 181 $ – $ 184, $ 2003 $ ),
Voor heptafluorpropaan overheerst de bijdrage van fysische mechanismen aan het blussen van branden boven het chemische mechanisme. Het onderdrukt branden voornamelijk door
- warmte te onttrekken aan de vlamreactiezone,
- de vlamtemperatuur te verlagen tot beneden wat nodig is om voldoende hoge reactiesnelheden te behouden door een combinatie van warmte van verdampings- [en] warmtecapaciteit.
Ze voegen daaraan toe:
Zuurstofdepletie speelt een belangrijke rol bij het verlagen van de vlamtemperatuur. De energie die wordt geabsorbeerd bij het afbreken van het middel door het verbreken van de fluorbinding (en) is vrij belangrijk, vooral met betrekking tot de vorming van ontledingsproductie.
Het chemische effect doet inderdaad omvatten het binden van actieve radicale soorten. Beschouw als voorbeeld het mengsel $ \ ce {H2 / O2} $ . De primaire actieve soorten zijn $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ radicalen.
$$ \ ce {H2 + O2 – > 2OH ^ \ bullet} $$
De ketting begint te groeien.
$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {twee reactieve sp. in plaats van één} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {twee reactieve sp. in plaats van één} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$
De onderste twee stappen laten vooral duidelijk zien waarom branden gewelddadige, snelle reacties zijn (nadat de incubatieperiode voorbij is). Het chemische blussende effect van heptafluorpropaan komt voort uit
[—-] de thermische ontleding van kleine hoeveelheden heptafluorpropaan in de vlam die gefluoreerde fragmenten vormen zoals $ \ ce {CF3} $ en $ \ ce {CF2} $ . Deze gebruiken dan de sleutel soorten die een verbrandingsketen voortplanten $ \ ce {H} $ en $ \ ce {O} $ , maar in mindere mate op $ \ ce {OH} $ radicalen. De snelheid van kettingvertakkingsverbrandingsreactie zal afnemen, de chemische vlam wordt geremd en de vlamvoortplanting wordt gestopt . (Choy, Fong)
Om de chemische remming te verhogen, wordt heptafluorpropaan (of HFC-227ea) soms gemengd met $ \ ce {NaHCO3} $ .
Vlamremming door natriumsoorten is verondersteld te zijn vanwege chemische opruiming van grote radicale soorten ( bijv. , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) in de vlam.
bron: Skaags, “Assessment of the Fire Suppression Mechanics for HFC-227ea Combined with $ \ ce {NaHCO3} $ “, VS. Army Research Laboratory , link
Een commerciële bron, in tegenstelling tot Wikipedia, groepeert pentafluorethaan samen met heptafluorpropaan.
bron: Bedrijvengroep " RealSnabService "
Verder lezen, meer diepgaande discussie en gerelateerde onderwerpen:
- Luo et al. . “Effect van fluorkoolwaterstoffen en perfluorkoolwaterstoffen op onderdrukkingsefficiëntie van $ \ ce {CH3I} $ “. Onderzoeksgroep Procesveiligheid en Milieubescherming. link
- Williams, et al. .”Tussenliggende soortenprofielen in lage druk methaan / zuurstofvlammen geremd door 2-H heptafluorpropaan: vergelijking van experimentele gegevens met kinetische modellering”. Jaarlijkse conferentie over brandonderzoek, $ 1998 $ . link
- Sheinson. “Heptafluorpropaan met koelsysteem met watersproeistraal als een totale overstroming Halon 1301-vervanging: systeemimplementatieparameters”. Navy Technology Center for Safety and Survivability. link
- Grosshandler, et al. . “Uitdoving van fluorkoolwaterstofvlammen met F / H-verhoudingen van eenheid en groter”. Jaarlijkse conferentie over brandonderzoek, $ 1998 $ . link
Reacties
- Dit is een veel beter antwoord dan de mijne. Ik raad aan om het geaccepteerde antwoord naar dit antwoord te veranderen.
- Het ' s OK, @CurtF. We brengen een soortgelijk punt naar voren; dat deze verbindingen ' primaire blusmiddelen van fysische dan van chemische oorsprong zijn. In ieder geval bedankt voor je vriendelijke reactie! Hier, heb een paar welverdiende upvotes over uw eerdere antwoorden. 🙂
- TIL: StackExchange / Chemistry-experts zijn erg beleefd.
Answer
Die wikipedia-pagina over gasbrandbestrijding is niet erg goed. Het is voor mij erg moeilijk te geloven dat pentafluorethaan een ander brandbestrijdingsmechanisme heeft dan heptafluorpropaan. Ik vermoed dat alle inerte gassen werken door de zuurstofconcentratie te verlagen, zowel door eenvoudige verdunning als door hun dichtheid, waardoor zuurstof selectief wordt verplaatst op de bodem van een kamer, waar de kans op brand groter is (brandbare materialen, zoals alle materialen, worden zelden aan het plafond opgeborgen).
Kamers zijn meestal niet hermetisch afgesloten, dus als je plotseling veel gas in één uitstoot, zal de druk helemaal niet toenemen. Door lekken door deuropeningen, ramen en ventilatieopeningen kan al het gas de kamer verlaten. Dus de zuurstof in de kamer zal naar beneden gaan als het wordt verdund door het nieuwe gas. Als de ventilatieopeningen zich hoog in de kamer bevinden, kunnen zuurstof en andere minder dichte gassen selectief worden verplaatst.