Bình chữa cháy CO2 dập lửa như thế nào? Giải thích vật lý làm ngạt thở

Hãy tưởng tượng một phòng máy chủ nhỏ vào lúc hai giờ sáng. Tủ ắc quy UPS bắt đầu bốc khói, sau đó ngọn lửa xuất hiện ở các khe thông gió. Có người nhấc bình chữa cháy CO2 nặng 5 kg ra khỏi giá đỡ, chĩa còi vào chân đám cháy và bóp chặt tay cầm. Mười hai giây sau, ngọn lửa đã tắt, các giá đỡ vẫn đứng vững và việc dọn dẹp duy nhất là cánh cửa tủ đã được lau sạch.

Câu trả lời ngắn gọn là: bình chữa cháy giải phóng carbon dioxide dưới áp suất cao và tạo thành một đám mây khí dày đặc và các hạt băng khô cực nhỏ trên vật liệu đang cháy. Bên trong đám mây đó, mức oxy tại chỗ ngọn lửa giảm xuống dưới mức mà ngọn lửa cần và quá trình đốt cháy dừng lại. Quá trình làm mát diễn ra trong suốt quá trình, nhưng sự dịch chuyển oxy mới thực sự có tác dụng.

Bình chữa cháy CO2 không dập tắt được đám cháy hoặc làm ướt nhiên liệu. Nó tạo ra một bầu không khí tạm thời trong đó ngọn lửa không thể thở được và sau đó bầu không khí đó biến mất.

Dịch chuyển oxy đầu tiên, làm mát thứ hai

Lửa cần nhiên liệu, oxy và nhiệt cùng một lúc và CO2 tấn công phía oxy của tam giác đó. Nó làm như vậy ở địa phương chứ không phải trên toàn phòng. Carbon dioxide dày đặc khoảng 1,5 lần không khí nên đám mây chìm xuống và lan rộng xuống thấp thay vì bay thẳng lên trần nhà. Khi nó bao phủ nhiên liệu, nó sẽ làm loãng oxy trong vùng ngọn lửa. Quá trình đốt cháy thường cần khoảng 15% oxy trở lên và dòng CO2 đậm đặc sẽ đẩy con số cục bộ xuống thấp hơn nhiều so với mức đó. Khi cháy dung môi hoặc sơn, nó cũng đẩy đi hơi dễ cháy đang thực sự cháy; chất lỏng không cháy mà là hơi ở trên nó.

Làm mát: thực tế nhưng hiếm khi mang tính quyết định

Chiếc sừng thải ra khí và các hạt băng khô ở nhiệt độ khoảng âm 78 độ C, và những hạt này sẽ hấp thụ nhiệt khi chúng thăng hoa. Điều đó giúp ích cho ngọn lửa nông và rất ít tác dụng đối với ngọn lửa sâu. Nước tiêu tốn khoảng 2.260 kilôgam mỗi kg khi chuyển thành hơi nước; CO2 mất khoảng 570 khi nó thăng hoa. Nước cũng thấm vào giấy, vải hoặc gỗ và làm nguội vật liệu từ bên trong. CO2 chỉ chạm vào các bề mặt, đó là lý do tại sao thùng chứa đầy giấy thải có thể bị đánh sập trong vài giây và bùng cháy trở lại vài phút sau đó.

Từ chất lỏng đến đám mây: Bên trong xi lanh, van và còi

Bình chữa cháy CO2 là một bình chịu áp lực chứ không phải là một máy bơm. Carbon dioxide tồn tại dưới dạng chất lỏng ở trạng thái cân bằng với hơi riêng của nó ở áp suất khoảng 55 đến 60 bar ở 20 độ C, khoảng 800 psi. Một ống nhúng dẫn chất lỏng từ đáy xi lanh lên van, do đó dòng xả không biến mất sau một hoặc hai giây đầu tiên.

Từ van, điện tích đi qua một ống ngắn đến còi xả, hình nón loe ở cuối. Hình nón đó chạy đủ lạnh để gây tê cóng, đó là lý do tại sao bạn cầm tay cầm cách nhiệt chứ không bao giờ cầm kim loại. Ở phần còi, chất lỏng chuyển thành khí và các hạt băng khô và nở ra gấp khoảng 450 đến 500 lần thể tích chất lỏng của nó.

Áp lực cũng thiết lập đồng hồ. Bình chữa cháy CO2 được chế tạo để sử dụng hết trong vài giây thay vì vài phút và áp lực dự trữ đó là thứ khiến mỗi giây đều có giá trị trong khi ngọn lửa vẫn còn đủ nhỏ để dập tắt.

Một thiết bị di động nặng 5 kg được chế tạo tốt, kích thước thường được chọn cho phòng máy chủ và kho chứa dung môi nhỏ, cho thời gian xả có thể sử dụng được khoảng 12 đến 15 giây từ xi lanh CK45 và cụm van có dấu CE giúp giữ cho dòng ổn định thay vì sắc nét.

Cái nào xử lý được CO2 và cái nào không thể khắc phục được

CO2 không phải là một tác nhân có mục đích chung. Giới hạn của nó cũng quan trọng như điểm mạnh của nó:

• Cháy chất lỏng và khí loại B: sự kết hợp mạnh mẽ nhất, từ xăng và dung môi đến sơn và parafin.
• Thiết bị điện sống: khí không dẫn điện và không để lại cặn, vì vậy các tấm pin, dây cáp và máy chủ không bị hư hại do nước hoặc bột.
• Chất rắn loại A như giấy, gỗ và dệt may: Ngọn lửa bề mặt tắt, nhiệt sâu bên trong thì không và việc bắt lửa lại là điều bình thường.
• Kim loại dễ cháy loại D: không sử dụng. Các kim loại như magie cháy đủ nóng để phản ứng với carbon dioxide, chất này có thể khiến ngọn lửa bùng cháy dữ dội hơn.
• Dầu ăn và mỡ ăn loại F: không phù hợp. Dầu ở trên nhiệt độ tự động bốc cháy sẽ sáng trở lại sau khi khí phân tán và tia phun có thể bắn dầu đang cháy ra khỏi chảo.

Đọc nhãn trước khi mua

Hai con số cho bạn biết hầu hết những gì bạn cần: trọng lượng sạc tính bằng kilogam và xếp hạng Loại B. Con số phía trước chữ cái là kích thước của đám cháy thử nghiệm tiêu chuẩn mà đơn vị phải dập tắt trong quá trình chứng nhận, do đó, xếp hạng 89B bao trùm đám cháy lớn hơn đáng kể so với xếp hạng 34B.

Một xi lanh nặng hơn mua thời gian và tầm với, không chỉ âm lượng. Một nửa lượng xả của một thiết bị di động nhỏ được dành cho hai mét đầu tiên, do đó, xe đẩy sẽ giành được không gian sàn nơi có mối nguy hiểm nằm phía sau thiết bị hoặc sâu bên trong phòng. Trong trường hợp nguy hiểm là một chiếc tủ đơn, sức chứa tăng thêm chủ yếu làm tăng thêm trọng lượng để mang theo.

Cho dù bạn chọn kích thước nào, hãy xác nhận rằng thiết bị này có chứng nhận mà công ty bảo hiểm hoặc chính quyền địa phương của bạn mong đợi và rằng van, ống mềm và còi thay thế đều có sẵn từ cùng một nhà cung cấp.

Sử dụng một cái mà không làm mọi thứ tồi tệ hơn

1. Mang xi lanh thẳng đứng và đặt nó xuống trước khi bạn bắt đầu; xử lý một thiết bị nặng 15 kg bằng một tay trong khi kéo chốt là cách mọi người đánh rơi nó.
2. Phá vỡ lớp niêm phong giả, kéo chốt an toàn và chỉ giữ tay cầm cách điện.
3. Đứng lùi lại một đến hai mét và nhắm còi vào gốc ngọn lửa, không nhắm vào làn khói.
4. Quét từ bên này sang bên kia mép gần của ngọn lửa, sau đó làm ngược lại.
5. Tiếp tục xả trong một hoặc hai giây sau khi ngọn lửa tắt để đám mây có thể lắng xuống.
6. Theo dõi nguy cơ cháy lại trong vài phút và sơ tán nếu một bình chữa cháy không đủ.

Lựa chọn và duy trì một thiết bị sẽ hoạt động

Ba điều quyết định liệu một bình chữa cháy CO2 thực hiện trong trường hợp khẩn cấp: tính toàn vẹn của xi lanh và van, trọng lượng nạp thực tế và hồ sơ bảo trì. Bởi vì khí được giữ bằng áp suất chứ không phải bằng phản ứng hóa học nên việc kiểm tra thực tế là trọng lượng chứ không phải máy đo và nhiều đơn vị CO2 hoàn toàn không có máy đo áp suất. Mất hơn 10% trọng lượng nạp có nghĩa là phải nạp lại, trong khi bản thân xi lanh thường phải chịu thử nghiệm áp suất thủy lực theo chu kỳ mười năm theo nhiều tiêu chuẩn.

Cụm van giữ áp suất đó giữa các dịch vụ và giải phóng nó theo yêu cầu, vì vậy nó xứng đáng được xem xét kỹ lưỡng như công suất được in trên nhãn. Giữ van, ống mềm và nắp tay cầm dự phòng phù hợp với mẫu bình chữa cháy giúp cho việc bảo dưỡng hàng năm nhanh hơn và tránh tình trạng ngừng hoạt động của xi lanh âm thanh do thiếu một bộ phận nhỏ.

Bình chữa cháy CO2 dập tắt đám cháy bằng cách thay đổi không khí xung quanh nó. Carbon dioxide lỏng bùng lên thành một đám mây khí và các hạt băng khô dày đặc, lạnh lẽo, bao phủ nhiên liệu đang cháy và giảm nồng độ oxy cục bộ xuống dưới mức mà ngọn lửa có thể tồn tại. Nhiệt được hấp thụ dọc đường nhưng lửa tắt vì đói chứ không phải vì đông cứng.

Cơ chế đó giải thích cả điểm mạnh và hạn chế. CO2 nhanh, sạch và an toàn xung quanh các thiết bị điện sống và là lựa chọn không tốt cho các chất rắn nằm sâu, kim loại cháy và dầu ăn. Hãy chọn tác nhân phù hợp với mối nguy hiểm thực tế, tính toán mức phí cho căn phòng và khoảng cách bạn phải đi bộ, đồng thời ghi lại việc kiểm tra trọng lượng trên lịch. Bình chữa cháy hoạt động là loại được chỉ định cho đám cháy trước mặt bạn.