W jaki sposób heptafluoropropan tłumi pożar?

Curt F. prawdopodobnie ma rację w swoich szacunkach, że heptafluoropropan gasi ogień głównie środkami fizycznymi. Zgodnie z przeglądem autorstwa Choy i Fong, „An Introduction to Clean Agents: Heptafluoropropane” ( Int. J. on Eng. Performance-Based Fire Codes , tom 5, nr 4, s. 181 $ – $ 184, 2003 $ ),

W przypadku heptafluoropropanu udział mechanizmów fizycznych w gaszeniu pożarów przeważa nad mechanizmem chemicznym. Tłumi pożary przede wszystkim poprzez

• odprowadzanie ciepła ze strefy reakcji płomienia,
• obniżenie temperatury płomienia poniżej temperatury niezbędnej do utrzymania wystarczająco wysokich szybkości reakcji dzięki połączeniu ciepła parowania [i] pojemności cieplnej.

Dodają, że

Ubytek ilości tlenu odgrywa ważną rolę w obniżaniu temperatury płomienia. Energia pochłonięta podczas rozkładu środka przez zerwanie wiązania fluoru [s] jest dość ważna, szczególnie w odniesieniu do tworzenia się procesu rozkładu.

Efekt chemiczny rzeczywiście wiążą się z wiązaniem aktywnych rodników. Jako przykład rozważmy mieszaninę $ \ ce {H2 / O2} $ . Głównymi aktywnymi gatunkami są rodniki $ \ ce {OH ^ \ bullet} $ .

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

Łańcuch zaczyna się rozrastać.

$$ \ ce {OH ^ {\ bullet} + H2 – > H2O + H ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {two reactive sp. zamiast jednego} \ ce {H ^ {\ bullet} + O2 – > OH ^ {\ bullet} + O ^ \ bullet} $$ $$ \ tag {two reactive sp. zamiast jednego} \ ce {O ^ {\ bullet} + H2 – > OH ^ {\ bullet} + H ^ \ bullet} $$

Ostatnie dwa kroki pokazują szczególnie wyraźnie, dlaczego pożary są gwałtownymi, szybkimi reakcjami (po zakończeniu okresu inkubacji). Chemiczny efekt gaszenia heptafluoropropanu wynika z

[—-] termicznego rozkładu niewielkich ilości heptafluoropropanu w płomieniu, które tworzą fluorowane fragmenty, takie jak $ \ ce {CF3} $ i $ \ ce {CF2} $ . Będą one następnie zużywać klucz gatunki przenoszące łańcuch spalania $ \ ce {H} $ i $ \ ce {O} $ , ale w mniejszym stopniu na rodnikach $ \ ce {OH} $ . Szybkość reakcji spalania rozgałęzienia łańcuchowego zmniejszy się, chemiczny płomień jest hamowany, a rozprzestrzenianie się płomienia zostaje zatrzymane . (Choy, Fong)

---

Aby zwiększyć inhibicję chemiczną, heptafluoropropan (lub HFC-227ea) jest czasami miesza się z $ \ ce {NaHCO3} $ .

Tłumienie płomienia przez rodzaje sodu jest Uważa się, że z powodu chemicznego wychwytywania głównych gatunków rodników ( np. , $ \ ce {OH} $ , $ \ ce {H} $ ) w płomieniu.

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

---

Jeden komercyjne źródło, w przeciwieństwie do Wikipedii, grupuje pentafluoroetan razem z heptafluoropropanem.

źródło: Grupa firm " RealSnabService "

---

Dalsza lektura, bardziej dogłębna dyskusja i powiązane tematy:

• Luo et al. . „Wpływ wodorofluorowęglowodorów i perfluorokabonów na skuteczność tłumienia $ \ ce {CH3I} $ „. Grupa Badawcza ds. Bezpieczeństwa Procesowego i Ochrony Środowiska. link
• Williams, i in. .„Profile gatunków pośrednich w płomieniach metanu / tlenu o niskim ciśnieniu hamowane przez 2-H Heptafluoropropan: porównanie danych eksperymentalnych z modelowaniem kinetycznym”. Doroczna konferencja na temat badań przeciwpożarowych, 1998 $ . link
• Sheinson. „Heptafluoropropan z systemem chłodzenia natryskowego wodą jako całkowita wymiana halonu 1301 podczas powodzi: parametry wdrażania systemu”. Navy Technology Center for Safety and Survivability. link
• Grosshandler, et al. . „Wygaśnięcie płomieni wodorofluorowęglowodorowych ze stosunkami F / H jedności i większymi”. Doroczna konferencja na temat badań przeciwpożarowych, 1998 $ . link

Komentarze

• To jest znacznie lepsza odpowiedź niż moje. Zalecam zmianę zaakceptowanej odpowiedzi na tę.
• To ' OK, @CurtF. Przekazujemy podobny punkt; że te związki ' podstawowe środki gaszenia są pochodzenia fizycznego, a nie chemicznego. W każdym razie dziękuję za miły komentarz! Proszę, zbierzcie zasłużone głosy za swoimi poprzednimi odpowiedziami. 🙂
• TIL: Eksperci StackExchange / Chemicy są bardzo uprzejmi.

Ta strona Wikipedii o gaszeniu pożarów gazowych nie jest zbyt dobra. Bardzo trudno mi uwierzyć, że pentafluoroetan ma inny mechanizm gaszenia pożaru niż heptafluoropropan. Podejrzewam, że wszystkie środki gazu obojętnego działają na zasadzie obniżania stężenia tlenu, zarówno poprzez proste rozcieńczanie, jak i ze względu na ich gęstość, selektywnie wypierając tlen na dnie pomieszczenia, w którym występuje większe prawdopodobieństwo pożaru (materiały palne, jak wszystkie materiały, rzadko są przechowywane na suficie).

Pomieszczenia zwykle nie są hermetycznie zamknięte, więc jeśli nagle uwolnisz dużo gazu w jednym, ciśnienie w ogóle nie wzrośnie. Wycieki przez drzwi, okna i otwory wentylacyjne sprawią, że cały gaz opuści pomieszczenie. W ten sposób tlen w pomieszczeniu spadnie, gdy zostanie rozcieńczony przez nowy gaz. Jeśli otwory wentylacyjne znajdują się wysoko w pomieszczeniu, tlen i inne mniej gęste gazy mogą być selektywnie przemieszczane.