الماء الجاف: ظاهرة أم حقيقة علمية؟ نظام إطفاء حريق الماء الجاف - مميزات عامل إطفاء الحرائق وتركيب جهاز الماء الجاف

إذا لم يكن الأمر كذلك ، فهذا المنشور مخصص لك من أجل تقديم شيء جديد وغير عادي بالنسبة لك.

فيديو عن خواص الماء:

معلومات إضافية:
مادة معروفة منذ زمن طويل للكيميائيين ، يشار إليها باسم "الماء الجاف" ، تم تسجيل براءة اختراعها منذ 42 عامًا ، في عام 1968. ثم تمتعت بشعبية كبيرة في صناعة مستحضرات التجميل.

أصبحت المياه الجافة الآن ذات أهمية أكبر كوسيلة لحماية البيئة ومكافحة تغير المناخ.

ظاهريًا ، تبدو هذه المياه كرمل أبيض ناعم وهي في الواقع عبارة عن قطرات صغيرة من الماء في غلاف سيليكون مقاوم للماء. والسيليكون ، كما تعلم ، جزء من رمال الشاطئ العادية. تمنع القشرة لم شمل جزيئات الماء وتحولها مرة أخرى إلى سائل.

يعتبر إنتاج الماء الجاف عملية بسيطة وسريعة إلى حد ما. يتم خلط الماء والسيليكون بسرعة عالية ، وبعد 90 ثانية يصبح الماء الجاف جاهزًا.

مسحوق الماء الجاف الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة ، عند التفاعل مع الغازات ، يشكل هيدرات - مركبات كيميائية مفيدة.

بن كارتر ، العالم بجامعة ليفربول الذي يدرس خصائص وقدرات المياه الجافة ، وزملاؤه ناقشوا مؤخرًا في اجتماع الجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن الاستخدامات المختلفة لهذه المادة.

من بين الاستخدامات العديدة لخصائصه الفريدة ، تم تسليط الضوء على قدرة الماء الجاف على امتصاص كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ، وهو أحد غازات الدفيئة التي تسبب الاحتباس الحراري. عند استخدام الماء الجاف ، اتضح أنه يوفر ثلاثة أضعاف ثاني أكسيد الكربون مما لو تم استخدام ماء الجاذبية. بهذه الطريقة ، يمكن تحقيق انخفاض كبير في تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي.

بفضل قدرة هذه المياه على التفاعل مع الميثان ، سيجد العلماء طريقة آمنة لتخزين وقود الميثان لتلك السيارات التي تعمل بالغاز الطبيعي. يجعل إنتاج هيدرات الميثان من الممكن تحسين نظام تخزين ونقل هذا الغاز الطبيعي وهو لحظة أساسية في تطوير أنواع الوقود البديلة.

يعتقد بن كارتر أنه إذا تمت إضافة عامل التبلور إلى الخليط ، فإن الماء الجاف سيصبح أكثر قابلية لإعادة التدوير. يمكن بعد ذلك استخدام الماء الجاف بشكل متكرر ، لأن الجل أقوى من المسحوق.

يقترح العلماء استخدام الماء الجاف في إنتاج المنتجات الغذائية ومكوناتها والسلع الاستهلاكية الأخرى. تم إثبات استخدام المياه الجافة في الاختبارات المعملية لتسريع التفاعلات التحفيزية في إنتاج هذه المنتجات ، فضلاً عن جعل المعالجة الكيميائية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأقل ضررًا بالبيئة.

سيكون الماء الجاف مفيدًا في تحسين الطريقة التي يتم بها نقل وتخزين مختلف السوائل التي يحتمل أن تكون خطرة ، حيث ستحولها إلى مسحوق جاف.

نظرًا لخصائصه ، يساعد الماء الجاف على حماية البيئة من الآثار الخطيرة للعديد من الكواشف الضارة. ويمكن أن يكون مفيدًا أيضًا في إنتاج الغذاء.

الماء الجاف مصطلح له صوت متناقض ... في هذه المقالة سنحاول فهم معانيه.

دعونا نسمح لأنفسنا باستطراد غنائي صغير. نعيش جميعًا في أسر الأوهام والكليشيهات والقوالب النمطية. كما قال بطل أحد الأفلام الشعبية ... السماء زرقاء ، الماء مبلل ، الحياة ... :)

غالبًا ما ننظر إلى بعض العبارات على أنها حقيقة لا جدال فيها ، مما يحد بشكل كبير من نظرتنا للعالم وقدراتنا.

إذن ، ماذا يعني مصطلح المياه الجافة وهل يمكن تسميتها على هذا النحو.

الماء الجاف - المعاني المجازية لهذا المصطلح

مصطلح المياه الجافة له معنيان استعاريان يشيران إلى أجزاء من المسطحات المائية والظواهر الطبيعية:

• SV هو تعبير استعاري يشير إلى جزء صغير من جسم مائي غير مناسب للملاحة.
• SW - ضحلة قوية على المدى القصير للأنهار ، أو منحدر البحر.

المعاني الرئيسية لمصطلح "المياه الجافة" في العالم الحديث هي المواد الموصوفة أدناه.

SW - الرمال البيضاء الناعمة

تبدو المادة مثل الرمل الناعم الأبيض وتسمى المياه الجافة ، وقد حصلت على براءة اختراع في منتصف القرن الماضي - في عام 1968.

في الواقع ، في هذه الحالة ، CB هو أصغر قطرات الماء في غلاف السيليكون. وبالتالي ، لا يسمح السيليكون للقطرات بالتجمع وتشكيل سائل.

يحتوي SV على عدد من الخصائص التي تجعله ممتعًا للغاية من وجهة نظر التطبيق العملي.

خصائص الماء الجاف (الرمل الأبيض الناعم):

• عند التفاعل مع أي غازات ، تتشكل الهيدرات - تستخدم هذه الخاصية في إطفاء الحرائق ؛
• يمتص بشكل نشط ويحتفظ بثاني أكسيد الكربون - يمكن استخدام هذه الخاصية لحماية البيئة ؛

الماء الجاف - نوفيك 1230

CB (Novec 1230) - المبردات. تم تسجيل براءة اختراع المادة وعرضها بواسطة شركة 3D Corporation في عام 2004.

خصائص Novec 1230:

• ظاهريًا لا يمكن تمييزه عن الماء النقي ؛
• عازل؛
• NE يبلل بشكل سيئ للغاية - أي أجسام بعد ملامستها لها تكاد تكون جافة وجافة بسرعة ؛
• CB ليس مذيبًا ؛
• عمليا غير قابل للذوبان في الماء.

نظرًا لخصائصها الفريدة ، يتم استخدام كلا النوعين من طفايات الحريق بنشاط لإطفاء الحرائق. هناك عدد من المزايا تجعله في كثير من الحالات لا غنى عنه في مكافحة عنصر النار. تعتبر السلامة البيئية من أهم خصائص SW.

NE مادة مثيرة للاهتمام للغاية ، ومن المحتمل أنها ستقدم لنا مفاجآت جديدة في المستقبل القريب.

كما نرى ، قد لا يمتلك الماء كل خصائص السائل ، وبالتالي يكون "جافًا".

مساء الخير أيها الصيادون الأعزاء! هل سمعت عن 3M؟

نحن شركة تحب التكنولوجيا والابتكار. نعتقد أننا مثلك. لقد اخترعنا أشياء تستخدمها كل يوم ، لكنك قد لا تعرف عنها حتى! لذلك ، فإننا نفتح سلسلة صغيرة من المقالات حول منتجات وتقنيات 3M.

تركز رسالتنا الأولى على عامل إطفاء الغاز Novec 1230 وتاريخه وتطبيقاته.
قصة الموظف "من أول فمه".

هل يمكن أن يجف الماء؟ أو ما هو الإطفاء الآمن؟

اليوم ، دخلت كلمة "الابتكار" حياتنا بقوة ، وهي تُستخدم كثيرًا بحيث يبدو أنها فقدت معناها الأصلي. أعمل لدى شركة 3M كجزء من فريق تكنولوجيا الإلكترونيات ، وفي كل يوم أواجه العالم الرائع من اختراعات 3M ، والتي قد تعرف بعضها بالفعل - ورق الصنفرة ، وشريط سكوتش ، وألواح لاصقة.
أدت رغبة بنج كروسبي في تسجيل برامجه الإذاعية إلى قيام شركة 3M بإنشاء شريط مغناطيسي لتسجيل الصوت ، والذي أصبح معيارًا لاستوديو التسجيل والبث ، مما أحدث ثورة في صناعة الترفيه. اتخذ نيل أرمسترونج خطوته الأولى على سطح القمر في عام 1969 مرتديًا أحذية بنعل مصنوع من Thinsulate ، وهو اختراع آخر لشركة 3M. يمكنك التحدث عن اختراعاتنا لفترة طويلة وبشكل مثير للاهتمام ، لكن اليوم أود أن أتطرق إلى واحدة منها.

فيديو

ربما سمع شخص ما بالفعل عن "الماء الجاف" ، وشاهد مقاطع فيديو ، وجوازات السفر والكتب ، وجهاز تلفزيون عاملة ، وهاتف محمول أو سلك تمديد موصول بمأخذ تيار مغموس في حوض مائي به ماء.

تبدو مذهلة! ومع ذلك ، هذه ليست حيل! هذه "المياه الجافة" ليست سوى ابتكار 3M ، عامل إطفاء الغاز Novec 1230 ، الذي طورته شركتنا للاستخدام في أنظمة إطفاء حرائق الغاز ، علاوة على ذلك ، إنها فئة جديدة من المواد الكيميائية المستخدمة في الممارسة الدولية.

Novec 1230 آمن تمامًا للإلكترونيات!

أود أن أخبركم عنه وعن خصائصه الرائعة. يبدو هذا الموضوع مناسبًا بشكل خاص اليوم ، عندما يتم بناء المباني أعلى بكثير مما يمكن أن تصل إليه سلالم سيارات الإطفاء ، ولا تتاح للناس الفرصة للإخلاء السريع ، وتخزن الخوادم باهظة الثمن معلومات لا تقدر بثمن ، فهناك مرافق مجهزة بأتمتة معقدة تتطلب التواجد المستمر المشغلين ومعدات العمل المستمر ، مثل مراكز مراقبة الطيران في المطارات. مثال بسيط هو أن مرسلي MCC لديهم أقنعة غاز عازلة في أماكن عملهم ، وفي حالة وجود نظام إطفاء حريق آلي للغاز يعتمد على الفريون أو ثاني أكسيد الكربون ، وهو قاتل للإنسان ، يجب أن يستمروا في العمل لمدة 20 دقيقة قبل ذلك. تبديل تشغيل مركز التحكم هذا لتجنيب.

لماذا هذا مطلوب؟

من المعروف أن عواقب إطفاء الحريق غالبًا ما تكون شديدة مثل تأثير الحريق نفسه. الماء ، معدات المسحوق ، التوثيق ، الأعمال الفنية وكل ما هو ذي قيمة في الغرفة ؛ لا تؤثر الغازات - إنرجين ، فريون ، ثاني أكسيد الكربون على قيم المواد كثيرًا ، لكنها مميتة للأشخاص في الغرفة المحمية ، وبالتالي فهي تتطلب إجلائهم الفوري.
في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق على مدى العقود الماضية ، تغيرت عدة أجيال منها من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريونات. ومع ذلك ، فإن معظمهم لديهم قيود خطيرة في تطبيقها. كما ذكرت سابقًا ، فإن أنظمة ثاني أكسيد الكربون مميتة للإنسان ، ويتم حظر الجيل الأول من الفريونات في جميع أنحاء العالم بسبب التأثير السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم ، لأن الاحتباس الحراري بوتيرة قياسية. على سبيل المثال ، الجبل الجليدي على جبل كليمنجارو ، الذي كان من المفترض ، وفقًا للعلماء ، أن يذوب بحلول عام 2015 ، وقد ذاب بالفعل في عام 2005.

كيف توصلنا إليها

إدراكًا لأوجه القصور في العوامل الحالية لإطفاء الحرائق الغازية ، لم يقم فريق 3M من العلماء بتعديل الفريونات ، ولكن وجه جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تم اتخاذ القرار باستخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M ، وهي الكيمياء العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة ، تتيح هذه التقنية للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الفائق الدقة للأجزاء المختلفة ، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك ، فضلاً عن تبريد الأجهزة الإلكترونية.
توجت فترة 10 سنوات من العمل البحثي بنجاح حقيقي - تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية ، الكيتونات المفلورة ، وإدخالها في الممارسة الدولية. تسببت تجارب الاختبارات العديدة التي أجرتها المنظمات الرائدة في العالم المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق في مفاجأة الخبراء: أثبتت الفلوروكيتونات أنها ليست فقط عوامل إطفاء حريق ممتازة (بكفاءة مماثلة للفريونات) ، ولكن في نفس الوقت ، أظهرت نتائج إيجابية للغاية الملف البيئي والسموم.

بعض الكيمياء مملة

لذلك ، فلوروكيتونات. هذه هي المواد العضوية الاصطناعية في الجزيء الذي يتم استبدال كل ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من حيث التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketone) هو سائل شفاف عديم اللون مع رائحة خفيفة ، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء والأهم من ذلك أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الخاص به هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين الجاف كمعيار كوحدة).

Novec 1230 الخروج من فوهة أثناء مكافحة الحرائق

يتم شرح الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحريق من خلال هيكل جزيء ستة كربون ، والذي يحتوي على روابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالتحول بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بفاعلية. يتم إخماد الحريق بسبب تأثير التبريد (70٪). كما يحدث تفاعل كيميائي لتثبيط اللهب (30٪). في الوقت نفسه ، لا ينخفض ​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إجلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية ، مما يسمح بعدم إتلاف المواد والمعدات باهظة الثمن ، كما تمنع الخصائص العازلة الكهرباء من قصر الدوائر.

كيف تعمل؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي قابلية الذوبان المنخفضة للغاية في الماء ، والتي لا تسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم ، أي يوفر سمية منخفضة وقدرة حرارية عالية للأبخرة ، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للهب وإطفائه. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة وقت تشغيل النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز نظام إطفاء الحرائق على أساس Novec 1230 بمراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو ، ويمكن للمرسلين أداء عملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف تؤثر على الشخص؟

بشكل منفصل ، سأركز على مؤشر مثل درجة سلامة عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده بالفرق بين تركيز العمل والتركيز الأقصى المسموح به. في الممارسة العالمية ، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (لا يوجد مستوى تأثير ضار ملحوظ) - تركيز لا يسبب تأثيرات ضارة. يحدد تركيز المواد المؤثرة على تحسس القلب والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. يسمى هذا الاختلاف أحيانًا بهامش الأمان ، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية عامل الغاز في النظام ، والتوزيع غير المتكافئ على حجم الغرفة ، واستخدام عوامل الضرب للتركيز المحسوب ، وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطر العامل في تركيز العمل بعد تشغيل النظام.

وبالتالي ، فإن الأنظمة التي تستخدم غازات "خاملة" (لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء حريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من الهواء العادي (12-13٪ مقابل 21٪ في الهواء العادي). هذا يؤدي إلى خطر الاختناق للأشخاص في الغرفة ، على الرغم من أن هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل ، يجب أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون ، حيث تكون تركيزات العمل قاتلة دائمًا للإنسان. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5٪ (للمقارنة ، فإن تركيز إطفاء الحرائق القياسي لثاني أكسيد الكربون هو 35٪).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك ، بالنسبة لهم ، فإن عامل الأمان الحاسم للأفراد هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي يمكن للأشخاص فيها ، بسبب الضرورة التشغيلية ، أن يكونوا ، حتى لفترة قصيرة ، وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

حول علم البيئة

الآن حول المكون البيئي لعوامل إطفاء الحريق. خاصة في سياق التكامل الدولي والتصديق على أراضي الاتحاد الروسي على الوثائق المعتمدة من قبل المجتمع الدولي. ومن الأمثلة على ذلك وفاء روسيا بالتزاماتها بموجب بروتوكول مونتريال ، مما أدى إلى حظر إنتاج واستيراد واستخدام العديد من عوامل إطفاء الحرائق الغازية ذات الخصائص المستنفدة للأوزون على أراضي بلدنا. التالي في الخط هو الحد من انبعاثات العوامل ذات القدرة العالية على الاحترار العالمي ، من بينها حصة كبيرة تحتلها الفريونات لإطفاء الحرائق.

التصديق على بروتوكول كيوتو في روسيا (القانون الاتحادي رقم 128-FZ المؤرخ 4 نوفمبر 2004 "بشأن التصديق على بروتوكول كيوتو لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ") ينص أيضًا على الخفض التدريجي لهذه الانبعاثات.
في عام 2011 ، في مؤتمر الأمم المتحدة بشأن تغير المناخ ، بادرت عدة دول في الحال إلى فرض حظر على استخدام الفريون 23 ونظام رقابة صارمة على أحجام الاستهلاك وخفض تدريجي في انبعاثات الفريونات الرئيسية لمكافحة الحرائق (كلادون 125 ، فريون 227 ، إلخ). هذه التدابير حيوية ، لأنه بخلاف ذلك من المستحيل ببساطة الحفاظ على عملية الاحتباس الحراري ضمن الحدود التي حددها العلماء على أنها خطرة بدرجة معتدلة على مناخ الأرض. لم تكن نتائج هذه المبادرات طويلة في الظهور: كانت دول الاتحاد الأوروبي أول من نفذ تدابير السلامة البيئية الجديدة هذه. تتم حاليًا الموافقة على التعديلات ذات الصلة على تشريعات الاتحاد الأوروبي. يأتي أعضاء آخرون في المجتمع الدولي في المرتبة التالية ، لأن مشكلة التغيرات العالمية في مناخ كوكبنا هي مشكلة مشتركة بين جميع البلدان.

عندما يتم إطلاق Novec 1230 في الغلاف الجوي ، يتم تدمير الفلوروكيتونات بسهولة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ، تتم إزالة العامل من البيئة في غضون 5 أيام. لا يوجد أيضًا أي تأثير تراكمي متأصل في الفريونات ، أي المادة لا تستمر في الغلاف الجوي لعقود أو حتى قرون.

للمقارنة ، فإن إطلاق تركيب إطفاء حريق بالغاز (GFS) يعتمد على الفريون (348 كجم من الفريون 227) يعادل انبعاث 1،008،926 كجم من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، وهو ما يعادل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون السنوية من 211 سيارة ركاب . ناتج مصنع HPT قائم على الفلوروكيتون (401 كجم Novec 1230) يعادل 401 كجم من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (0.07 مركبة سنويًا). يمكن مقارنتها أيضًا بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون من حياة بقرة واحدة خلال شهر واحد.

هذا هو السبب في إدراج فلوروكيتون FK-5-1-12 (نوفمبر 1230) بسرعة كبيرة في جميع المعايير الدولية والإقليمية لإطفاء حرائق الغاز ، ليصبح منافسًا جادًا لفئة الوكلاء القديمة - الفريونات ، التي تراكمت لديها الكثير من الأسئلة ، من خبراء البيئة والمتخصصين في الحماية من الحرائق.

أين يمكن أن تلتقي

عند الحديث عن قائمة الأشياء التي يمكن حمايتها من الحريق بواسطة مثل هذه المنشآت ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه وفقًا للشهادات الروسية والدولية ، يمكن للمنشآت باستخدام Novec 1230 FOFS إطفاء حرائق المواد الصلبة القابلة للاحتراق ، بما في ذلك المحفوظات الورقية دون الوصول إلى رجال الإطفاء والسوائل القابلة للاشتعال والمعدات تحت الجهد. وبالتالي ، يتم تغطية جميع مهام حماية الأشياء ذات القيمة الخاصة للمؤسسة تقريبًا.

تثبيت Novec 1230

يجري العمل حاليًا على إصدار شهادة وكيل لإطفاء حرائق الفئة C (أي الغازات القابلة للاحتراق) - الخيار الأخير. في الوقت نفسه ، لا يلزم إنشاء شروط خاصة للمعدات - يمكن تشغيل الوحدات في درجات حرارة تتراوح من 20 درجة مئوية تحت الصفر إلى 50 درجة مئوية. هذه هي متطلبات شروط موقع الاسطوانات نفسها. في الغرفة التي يتم فيها التحرير ، يمكن أن تختلف درجة الحرارة بشكل كبير عن القيم المعطاة ، لأعلى ولأسفل. هناك أمثلة على استخدام الأنظمة في المنشآت في المناخات القاسية ، وفي هذه الحالة يتم تثبيت وحدات النظام في حجرة معزولة بالحرارة.
بإيجاز ما سبق ، يمكننا أن نقول أن الاختيار النهائي لعامل إطفاء الحريق يعتمد على المعايير المهمة لكل منا: الكفاءة والتكلفة ، الامتثال للمعايير التنظيمية والفنية ، السلامة للبشر والبيئة. كانت هذه المعايير التي استرشد بها علماء 3M عند إنشاء Novec1230 fluoroketone.

حلم كل مبرمج :)

نأمل أن تكون قصتنا ممتعة وغنية بالمعلومات. نود أن نقدم لكم أحد المنتجات الرئيسية للشركة في السوق الروسية.
يمكنك معرفة المزيد من المعلومات

24 يونيو 2016

من المعروف أن الماء يمكن أن يوجد في حالات سائلة وصلبة وغازية. لكن هل تعلم أن الماء يمكن أن يجف أيضًا ، بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه.

يتكون "الماء الجاف" من 95٪ ماء ويتكون من قطرات صغيرة من الماء ، كل منها محاط بقشرة من ثاني أكسيد السيليكون ، مما يمنع جزيئات الماء من الانتشار والترابط. في المظهر ، "الماء الجاف" يشبه المسحوق. إذا نظرنا إلى الصيغة الكيميائية للماء الجاف (CF3CF2C (O) CF (CF3) 2) ، فسنرى أنه على عكس الماء العادي ، لا يوجد هيدروجين ، ونتيجة لذلك ، روابط هيدروجينية ، مما يعني أن التفاعل بين جزيئات هذا الماء أضعف بكثير. الاختلافات الأخرى بين "الماء الجاف" هي نقطة التجمد ، وهي -108 درجة مئوية ، ونقطة غليانها ، وهي 49 درجة مئوية ، وعدم قدرتها على توصيل الكهرباء. في مثل هذا الماء ، لا يمكن تخمير الشاي أو القهوة ؛ لا يذوب السكر والملح فيه. من بين أوجه التشابه مع الماء العادي غياب اللون والرائحة.

تم اختراع "المياه الجافة" في عام 1968 ، ولكن في ذلك الوقت لم تجد تطبيقًا عمليًا وتم نسيانها لسنوات عديدة.

تذكروا ذلك فقط في عام 2004 ، عندما قامت شركة ZM بتحسين "الماء الجاف" عن طريق إزالة الفريون الضار بالبيئة منه ، وسجلته تحت علامة Novec 1230 التجارية. ومنذ ذلك الحين ، تم استخدام "الماء الجاف" في مكافحة الحرائق ، وسرعان ما اكتسب شعبية ، لأنها أظهرت مزاياها على المياه العادية. لذلك ، حتى مع الإطفاء الفوري للحريق بالماء العادي ، يمكن أن تتضرر المستندات والكتب والأجهزة والأثاث والأشياء الأخرى التي نجت من الحريق بشكل ميؤوس منه بسبب هذه المياه ذاتها. هذا لن يحدث مع "الماء الجاف" ، لأنه عند إطفاء حريق يتحول إلى بخار ، والذي إذا استقر على الأشياء يختفي بعد ثوانٍ قليلة دون أن يسبب لهم أي ضرر. حتى أن مقدمو أحد البرامج أجروا تجربة بصرية ، حيث قاموا بغمس هاتف محمول وورقة في وعاء به "ماء جاف" ، بينما استمر الهاتف في العمل بشكل صحيح ، ولم تتبلل الورقة. وقد تم تقدير خصائص "المياه الجافة" هذه في المقام الأول من قبل موظفي المتاحف والمكتبات ، وكذلك أصحاب الشركات التي توجد بها كمية كبيرة من معدات الجهد العالي.

حتى أن "الماء الجاف" يطفئ النار بطريقة مختلفة ، ويتداخل مع تفاعل الاحتراق ويمتص الحرارة ، بينما يخفض الماء العادي درجة الحرارة في مصدر الاشتعال ، ويؤدي التبخر إلى منع وصول الأكسجين إلى اللهب. بالإضافة إلى ذلك ، يتحول Novec 1230 بسرعة إلى حالة غازية ، حتى في درجات الحرارة المنخفضة ، عندما يبدأ الحريق للتو.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك ميزة أخرى لـ "الماء الجاف" عند إطفاء الحريق وهي حقيقة أنه عند استخدامه ، لا ينخفض ​​تركيز الأكسجين في الغرفة ، مما يزيد من وقت إخلاء الأشخاص.

بمجرد وصوله إلى الغلاف الجوي ، يتحلل Novec 1230 تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية في 3-5 أيام ، دون التسبب في تلف طبقة الأوزون على الأرض. بالنسبة للإنسان ، فإن "الماء الجاف" آمن أيضًا ، لكن لا يزال يتعين عليك عدم شربه.

ومع ذلك ، يمكن استخدام "الماء الجاف" ليس فقط في مكافحة الحرائق. في عام 2006 ، عند دراسة خصائص هذه المادة ، وجد الخبراء في جامعة ليفربول أن "الماء الجاف" يمكن أن يكون ذا فائدة كبيرة لكوكبنا. الحقيقة هي أنها قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بنشاط ، وهو أحد غازات الدفيئة التي تساهم في تدمير طبقة الأوزون ، ونتيجة لذلك ، الاحتباس الحراري. أظهرت التجارب أنه في نفس الفترة الزمنية ، يمتص "الماء الجاف" ثلاثة أضعاف ثاني أكسيد الكربون من الماء العادي. كل هذا يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل كبير.

هناك اقتراحات أنه نظرًا لقدرته على امتصاص الغازات ، يمكن أن يساعد "الماء الجاف" أيضًا في استخراج الميثان المجمد الموجود في قاع المحيطات ، فضلاً عن الغازات الأخرى التي يصعب الوصول إليها.

البحث جار أيضا عن طريقة يمكن أن تؤمن تخزين الوقود للسيارات التي تعمل بالهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك ، قال أحد المتخصصين من جامعة ليفربول ، الدكتور بن كارتر ، في الاجتماع الوطني 240 للجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن ، من بين أمور أخرى ، أن "الماء الجاف" هو عامل مساعد يعمل على تسريع التفاعل بين الهيدروجين وحمض الماليك ، مما يؤدي إلى تكوين حمض السكسينيك على نطاق واسع في صناعة السلع الاستهلاكية. هذا يلغي الحاجة إلى تقليب الهيدروجين وحمض السكسينيك ، مما يجعل العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام هذه التقنية لإنشاء مستحلبات مسحوق "جافة" تتكون من عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض ، مثل الماء والزيت. ستساعد هذه المستحلبات في جعل تخزين ونقل السوائل الخطرة المحتملة أكثر أمانًا.

المرجعي:
الفلوروكيتونات عبارة عن مواد عضوية اصطناعية في الجزيء يتم استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بشدة بشبكة الكربون. هذه الخصائص تجعل المادة خاملة في التفاعل مع الجزيئات الأخرى ومثبط للتفاعلات الحرارية. أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات المعملية أن الفلوروكيتونات هي عوامل فعالة في إطفاء الحرائق ذات خصائص بيئية وسمية إيجابية. وهو سائل شفاف عديم اللون ورائحته خفيفة ، وهو أثقل بـ 1.6 مرة من الماء. إنه عازل كهربائي فعال بسماحية كهربائية تبلغ 2.3 ، لذا فإن الأجهزة الإلكترونية المغمورة حتى في "الماء الجاف" تستمر في العمل. منذ درجة غليان هذه المادة عند ضغط 1 ضغط جوي. تبلغ درجة حرارته 49.2 درجة مئوية ، ويتبخر على الفور ، ولا يترك أي ترسبات على جدران الجهاز.

هذا ما يقوله ZM:

من المعروف أن عواقب إطفاء الحريق غالبًا ما تكون شديدة مثل تأثير الحريق نفسه. الماء ، معدات المسحوق ، التوثيق ، الأعمال الفنية وكل ما هو ذي قيمة في الغرفة ؛ لا تؤثر الغازات - إنرجين ، فريون ، ثاني أكسيد الكربون على قيم المواد كثيرًا ، لكنها مميتة للأشخاص في الغرفة المحمية ، وبالتالي فهي تتطلب إجلائهم الفوري.

في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق على مدى العقود الماضية ، تغيرت عدة أجيال منها من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريونات. ومع ذلك ، فإن معظمهم لديهم قيود خطيرة في تطبيقها. كما ذكرت سابقًا ، فإن أنظمة ثاني أكسيد الكربون مميتة للإنسان ، ويتم حظر الجيل الأول من الفريونات في جميع أنحاء العالم بسبب التأثير السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم ، لأن الاحتباس الحراري بوتيرة قياسية. على سبيل المثال ، الجبل الجليدي على جبل كليمنجارو ، الذي كان من المفترض ، وفقًا للعلماء ، أن يذوب بحلول عام 2015 ، وقد ذاب بالفعل في عام 2005.

إدراكًا لأوجه القصور في العوامل الحالية لإطفاء الحرائق الغازية ، لم يقم فريق 3M من العلماء بتعديل الفريونات ، ولكن وجه جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تم اتخاذ القرار باستخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M ، وهي الكيمياء العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة ، تتيح هذه التقنية للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الفائق الدقة للأجزاء المختلفة ، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك ، فضلاً عن تبريد الأجهزة الإلكترونية.
توجت فترة 10 سنوات من العمل البحثي بنجاح حقيقي - تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية ، الكيتونات المفلورة ، وإدخالها في الممارسة الدولية. تسببت تجارب الاختبارات العديدة التي أجرتها المنظمات الرائدة في العالم المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق في مفاجأة الخبراء: أثبتت الفلوروكيتونات أنها ليست فقط عوامل إطفاء حريق ممتازة (بكفاءة مماثلة للفريونات) ، ولكن في نفس الوقت ، أظهرت نتائج إيجابية للغاية الملف البيئي والسموم.

بعض الكيمياء مملة

لذلك ، فلوروكيتونات. هذه هي المواد العضوية الاصطناعية في الجزيء الذي يتم استبدال كل ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من حيث التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketone) هو سائل شفاف عديم اللون مع رائحة خفيفة ، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء والأهم من ذلك أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الخاص به هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين الجاف كمعيار كوحدة).

يتم شرح الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحريق من خلال هيكل جزيء ستة كربون ، والذي يحتوي على روابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالتحول بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بفاعلية. يتم إخماد الحريق بسبب تأثير التبريد (70٪). كما يحدث تفاعل كيميائي لتثبيط اللهب (30٪). في الوقت نفسه ، لا ينخفض ​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إجلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية ، مما يسمح بعدم إتلاف المواد والمعدات باهظة الثمن ، كما تمنع الخصائص العازلة الكهرباء من قصر الدوائر.

كيف تعمل؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي قابلية الذوبان المنخفضة للغاية في الماء ، والتي لا تسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم ، أي يوفر سمية منخفضة وقدرة حرارية عالية للأبخرة ، مما يؤدي إلى التبريد الفعال للهب وإطفائه. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة وقت تشغيل النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز نظام إطفاء الحرائق على أساس Novec 1230 بمراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو ، ويمكن للمرسلين أداء عملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف تؤثر على الشخص؟

بشكل منفصل ، سأركز على مؤشر مثل درجة سلامة عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده بالفرق بين تركيز العمل والتركيز الأقصى المسموح به. في الممارسة العالمية ، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (لا يوجد مستوى تأثير ضار ملحوظ) - تركيز لا يسبب تأثيرات ضارة. يحدد تركيز المواد المؤثرة على تحسس القلب والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. يسمى هذا الاختلاف أحيانًا بهامش الأمان ، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية عامل الغاز في النظام ، والتوزيع غير المتكافئ على حجم الغرفة ، واستخدام عوامل الضرب للتركيز المحسوب ، وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطر العامل في تركيز العمل بعد تشغيل النظام.

وبالتالي ، فإن الأنظمة التي تستخدم غازات "خاملة" (لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء حريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من الهواء العادي (12-13٪ مقابل 21٪ في الهواء العادي). هذا يؤدي إلى خطر الاختناق للأشخاص في الغرفة ، على الرغم من أن هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل ، يجب أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون ، حيث تكون تركيزات العمل قاتلة دائمًا للإنسان. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5٪ (للمقارنة ، فإن تركيز إطفاء الحرائق القياسي لثاني أكسيد الكربون هو 35٪).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك ، بالنسبة لهم ، فإن عامل الأمان الحاسم للأفراد هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي يمكن للأشخاص فيها ، بسبب الضرورة التشغيلية ، أن يكونوا ، حتى لفترة قصيرة ، وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

مصادر

نعلم جميعًا من المناهج الدراسية أن الماء يمكن أن يوجد في ثلاث حالات: الغاز والسائل والجليد. ولكن في عام 1968 ، ظهر الماء القادر على البقاء في حالة جافة - "الماء الجاف". حصلت على الاسم الرسمي Novek 1230 ولم يكن مطلوبًا لفترة طويلة جدًا. حتى الآن ، لم يستخدم الناس المياه الجافة إلى أقصى حد. ومع ذلك ، قرر العلماء دراسة هذه المشكلة بمزيد من التفصيل ومعرفة كيفية تطبيق Novek 1230 بشكل أكثر عقلانية في الممارسة العملية.

معلومات عامة

لكن أولاً ، دعنا نتعرف على مدى اختلاف الماء الجاف عن الماء العادي. لنبدأ بحقيقة أنه يحتوي على عناصر مثل الفلور والكربون. في الواقع ، الماء الجاف عبارة عن مسحوق وليس سائلًا له خصائص فريدة. هذه المادة غير ضارة تمامًا للإنسان ، لكن بالطبع يجب ألا تستخدمها بالداخل. عملية تكوين الماء الجاف بسيطة للغاية. لا يستغرق الأمر الكثير من الوقت بالنسبة له. لتحضير هذه المادة ، يتم أخذ الماء العادي وخلطه بسرعة عالية مع السيليكون. بعد دقيقة ونصف تصبح المادة جاهزة تمامًا للاستخدام. الخبراء على يقين من أنه قريبًا سيتم استخدام Novek 1230 على نطاق واسع في مختلف مجالات النشاط البشري.

حول الخصائص

إذا كنت تعتقد أن الخصائص الرسمية ، فإن الماء ، يسمى جافًا ، يتكون من 95٪ ماء عادي. ومع ذلك ، ظاهريًا ، يبدو أشبه بالسكر ، الذي تم طحنه إلى حالة مسحوق. جسيم مجهري واحد من الماء الجاف لا يزيد حجمه عن ميكرون واحد له كرة واقية من ثاني أكسيد السيليكون. في ذلك ، ترتبط جزيئات الأكسجين ارتباطًا وثيقًا بالسيليكون. إنه ثاني أكسيد السيليكون الذي يمنع جزيئات الماء من الانتشار والتواصل مع بعضها البعض.

بالنسبة للصيغة الكيميائية التي تصف التناظرية الجافة للماء العادي ، فإنها تبدو كما يلي: CF3CF2C (O) CF (CF3) 2. وتجدر الإشارة إلى أن هناك الكثير من القواسم المشتركة بينه وبين الماء العادي. لذلك ، الماء الجاف ليس له رائحة ولا طعم. ومع ذلك ، فإن دور العامل المؤكسد لا يؤديه الأكسجين ، ولكن بالفلور. في الوقت نفسه ، يغلي Novek 1230 عند 49 درجة مئوية ، لكن التجميد المطلق يحدث عند -180 درجة مئوية. في الوقت نفسه ، حتى الماء المغلي الجاف لا يترك حروقًا على جسم الإنسان. لها كثافة عالية جدًا ، وتحت أشعة الشمس المباشرة ، تتفكك جزيئات المادة ببساطة.

حول البحث

كما ذكرنا أعلاه ، تعلم العالم عن المياه الجافة في عام 1968. حصل العلماء الأمريكيون على براءة اختراع لهذا الاختراع واستخدم في البداية لأغراض تجميلية فقط. ولكن حان الوقت الآن عندما تم حظر غاز الفريون 114 أو المبردات. والشركات التي كانت تعمل على تطوير طفايات حريق آلية حولت انتباهها إلى Novek 1230 أو المياه الجافة. بالتأكيد ، انجذب انتباههم إلى حقيقة أن Novek 1230 ليس فقط غير ضار بالبشر ، ولكنه أيضًا آمن تمامًا للبيئة. في الوقت نفسه ، عملت هذه المياه بشكل مثالي كـ "رجل إطفاء". بعد أحد عشر عامًا ، تم تقديم نسخة محسنة من المياه الجافة ، Novec 1230 ، إلى العالم ، وتعتبر هذه المادة غازًا نظيفًا يمكنه منع الحريق ولن يؤدي إلى إتلاف المعدات والمستندات وما إلى ذلك. وتجدر الإشارة إلى أنه في عملية إطفاء حريق بهذا الغاز ، يظل مستوى الأكسجين دون تغيير. هذا يساهم في الإجلاء السريع للأشخاص من المبنى.

نضيف أن Novec 1230 له رائحة خفيفة ، كما أنه يزن مرة ونصف تقريبًا مقارنة بالمياه العادية. أيضا ، هذه المادة ليست موصلا للكهرباء بسبب انخفاض مستوى العزل.

لكن العقول العلمية لم تتوقف عند هذا الحد. ذهبوا إلى أبعد من ذلك وفي سياق البحث اكتشفوا شيئًا آخر. بتعبير أدق ، قرروا أن الماء الجاف لديه القدرة على امتصاص الغازات. بعبارات بسيطة ، تمتص جزيئاته تمامًا ثاني أكسيد الكربون. بالمقارنة مع الماء العادي ، يمكن أن يمتص التناظرية الجافة ثلاثة أضعاف هذا الغاز. أجرى الخبراء العديد من التجارب على أنواع أخرى من الغازات ، وكانوا سعداء جدًا بالنتيجة. لذلك ، افترضوا أن هذه المادة واقعية تمامًا لاستخدامها من أجل استخراج الميثان من قاع المحيط ، وكذلك لاستخراج غازات أخرى. لكن هدفهم الرئيسي كان إثبات أنه يمكن نقل العديد من المواد الخطرة بمساعدة الماء الجاف.

يجب أن أقول إن العلماء ما زالوا يريدون إيجاد طريقة لاستخدام المياه الجافة في صناعة الأغذية وما إلى ذلك.

بالنسبة للقضايا البيئية ، فإن العديد من الخبراء مقتنعون بأن المياه الجافة قادرة تمامًا على التغلب على ظاهرة الاحتباس الحراري. مرة أخرى ، كل ذلك يرجع إلى حقيقة أن لديها القدرة على امتصاص الغازات المختلفة. يعلم الجميع أن تأثير الاحتباس الحراري يترافق مع إطلاق أنواع مختلفة من المركبات الكيميائية في الغلاف الجوي. والماء الجاف فقط قادر على التعامل مع هذه الظاهرة السلبية عن طريق الامتصاص. ومع ذلك ، لم يتم حتى الآن إنشاء مثل هذه التكنولوجيا التي من شأنها أن تسمح بتحقيق هذه الفكرة.

حول التخزين

وأما التخزين فلا يجوز تخزين مادة مثل الماء الجاف في أوعية مكشوفة. بدلا من ذلك ، يمكنك التخزين ، ولكن ليس أكثر من خمسة أيام. الشيء هو أنه عندما يكون على اتصال بالبيئة ، فإنه ينهار بسرعة. لهذا السبب ، لا يمكن تخزين الماء الجاف إلا في أسطوانات محكمة الغلق ذات ضغط منخفض. نتيجة لذلك ، يصبح سائلاً مثل أي غاز. في عملية الرش تصبح غازية.