آب خشک: پدیده یا واقعیت علمی؟ سیستم اطفاء حریق با آب خشک - ویژگی های عامل اطفاء حریق و دستگاه نصب آب خشک

اگر نه، پس این پست به شما اختصاص داده شده است تا چیزی جدید و غیرعادی برای شما ارائه دهد.

ویدئویی در مورد خواص آب:

اطلاعات تکمیلی:
ماده‌ای که مدت‌ها برای شیمیدانان شناخته می‌شود و به آن «آب خشک» می‌گویند، 42 سال پیش، در سال 1968 ثبت اختراع شد. سپس او در صنعت لوازم آرایشی از محبوبیت زیادی برخوردار شد.

اکنون آب خشک به عنوان وسیله ای برای حفاظت از محیط زیست و مبارزه با تغییرات آب و هوایی از اهمیت بیشتری برخوردار است.

از نظر ظاهری، این آب مانند ماسه ریز سفید به نظر می رسد و در واقع قطرات کوچک آب در یک پوسته سیلیکونی دافع آب است. و سیلیکون، همانطور که می دانید، بخشی از ماسه ساحلی معمولی است. این پوسته از اتحاد مجدد مولکول های آب و تبدیل مجدد آنها به مایع جلوگیری می کند.

تولید آب خشک فرآیندی ساده و نسبتاً سریع است. آب و سیلیکون با سرعت بالا مخلوط شده و پس از 90 ثانیه آب خشک آماده است.

پودر آب خشک به دست آمده از این طریق، هنگام تعامل با گازها، هیدرات ها - ترکیبات شیمیایی مفید را تشکیل می دهد.

بن کارتر، دانشمند دانشگاه لیورپول که بر روی خواص و توانایی های آب خشک مطالعه می کند، و همکارانش اخیراً در نشست انجمن شیمی آمریکا در بوستون درباره کاربردهای مختلف این ماده صحبت کردند.

در میان کاربردهای فراوان خواص منحصر به فرد آن، توانایی آب خشک برای جذب مقادیر زیادی دی اکسید کربن، یکی از گازهای گلخانه ای که باعث گرم شدن کره زمین می شود، برجسته شد. هنگام استفاده از آب خشک، به نظر می رسد سه برابر بیشتر از زمانی که از آب گرانشی استفاده می شود، دی اکسید کربن ذخیره می شود. به این ترتیب می توان به کاهش قابل توجهی در غلظت گازهای گلخانه ای در جو دست یافت.

به لطف توانایی این آب در تعامل با متان، دانشمندان می‌خواهند راهی مطمئن برای ذخیره سوخت متان برای خودروهایی که با گاز طبیعی کار می‌کنند پیدا کنند. تولید هیدرات متان امکان بهبود سیستم ذخیره و انتقال این گاز طبیعی را فراهم می کند و لحظه ای کلیدی در توسعه سوخت های جایگزین است.

بن کارتر معتقد است که اگر یک عامل ژل‌کننده به مخلوط اضافه شود، آب خشک قابل بازیافت‌تر می‌شود. از آنجایی که ژل قوی تر از پودر است، می توان از آب خشک بارها و بارها استفاده کرد.

دانشمندان پیشنهاد می کنند از آب خشک در تولید محصولات غذایی و اجزای آنها و سایر کالاهای مصرفی استفاده شود. استفاده از آب خشک در آزمایش‌های آزمایشگاهی برای تسریع واکنش‌های کاتالیزوری در تولید این محصولات و همچنین کارآمدتر شدن فرآیندهای شیمیایی در مصرف انرژی و مضرات کمتری برای محیط‌زیست نشان داده شده است.

آب خشک در بهبود نحوه حمل و نگهداری مایعات مختلف بالقوه خطرناک مفید خواهد بود، زیرا آنها را به پودر خشک تبدیل می کند.

آب خشک به دلیل خواصی که دارد به محافظت از محیط زیست در برابر اثرات خطرناک معرف های مضر مختلف کمک می کند. و همچنین می تواند در تولید مواد غذایی مفید باشد.

آب خشک اصطلاحی است که صدایی متناقض دارد... در این مقاله سعی می کنیم به معنای آن پی ببریم.

بیایید یک انحراف غزلی کوچک به خودمان اجازه دهیم. همه ما در اسارت توهمات، کلیشه ها و کلیشه ها زندگی می کنیم. همانطور که قهرمان یکی از فیلم های محبوب گفت ... آسمان آبی است ، آب خیس ، زندگی ... :)

ما اغلب برخی اظهارات را به عنوان یک حقیقت غیرقابل انکار درک می کنیم، در نتیجه به طور قابل توجهی جهان بینی و توانایی های ما را محدود می کنیم.

بنابراین، اصطلاح آب خشک به چه معناست و آیا می توان آن را چنین نامید.

آب خشک - معانی تمثیلی این اصطلاح

اصطلاح آب خشک دو معنای تمثیلی دارد که به بخش هایی از آب و پدیده های طبیعی دلالت می کند:

• SV یک عبارت تمثیلی است که قسمت کوچک و نامناسب برای ناوبری را از یک بدن آب نشان می دهد.
• SW - کم عمق شدید کوتاه مدت رودخانه ها یا جزر و مد دریا.

معانی اصلی اصطلاح "آب خشک" در دنیای مدرن، موادی است که در زیر توضیح داده شده است.

SW - ماسه ریز سفید

این ماده شبیه ماسه ریز سفید است و آب خشک نامیده می شود، در اواسط قرن گذشته - در سال 1968 - ثبت اختراع شد.

در واقع، در این مورد، CB کوچکترین قطرات آب در یک پوسته سیلیکونی است. بنابراین، سیلیکون اجازه نمی دهد قطرات با هم ترکیب شوند و مایعی تشکیل دهند.

SV دارای تعدادی ویژگی است که آن را از نظر کاربرد عملی بسیار جالب می کند.

خواص آب خشک (ماسه ریز سفید):

• هنگام تعامل با هر گاز، هیدرات تشکیل می شود - این خاصیت در اطفاء حریق استفاده می شود.
• به طور فعال دی اکسید کربن را جذب و حفظ می کند - از این ویژگی می توان برای محافظت از محیط زیست استفاده کرد.

آب خشک - Novec 1230

CB (Novec 1230) - مبرد. این ماده توسط 3D Corporation در سال 2004 ثبت و به نمایش گذاشته شد.

ویژگی های Novec 1230:

• در ظاهر نمی توان آن را از آب خالص تشخیص داد.
• دی الکتریک؛
• NE خیلی ضعیف خیس می شود - هر جسمی پس از تماس با آن تقریباً خشک شده و به سرعت خشک می شود.
• CB یک حلال نیست.
• عملا در آب نامحلول است.

هر دو نوع کپسول آتش نشانی به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود به طور فعال برای خاموش کردن آتش استفاده می شوند. تعدادی از مزایای آن را در بسیاری از موارد به سادگی در مبارزه با عنصر آتش ضروری می کند. یکی از مهمترین ویژگی های SW ایمنی محیطی آن است.

NE ماده بسیار جالبی است و به احتمال زیاد در آینده نزدیک شگفتی های جدیدی را برای ما به ارمغان خواهد آورد.

همانطور که می بینیم، آب ممکن است تمام خواص یک مایع را نداشته باشد و بنابراین "خشک" باشد.

بعدازظهر بخیر، حماسه گران عزیز! آیا نام 3M را شنیده اید؟

ما شرکتی هستیم که عاشق فناوری و نوآوری هستیم. ما فکر می کنیم ما هم مثل شما هستیم. ما چیزهایی اختراع کرده‌ایم که شما هر روز از آن‌ها استفاده می‌کنید، اما ممکن است حتی از آن ندانید! بنابراین، ما در حال باز کردن یک سری مقالات کوچک در مورد محصولات و فناوری های 3M هستیم.

اولین پست ما بر روی عامل خاموش کننده گاز Novec 1230، تاریخچه و کاربردهای آن تمرکز دارد.
داستان کارمند "از دهان اول".

آیا آب می تواند خشک شود؟ یا آتش نشانی ایمن چیست؟

امروزه کلمه "نوآوری" به طور محکم وارد زندگی ما شده است، به قدری از آن استفاده می شود که به نظر می رسد معنای اصلی خود را از دست داده است. من برای 3M به عنوان بخشی از تیم فناوری الکترونیک کار می کنم، و هر روز با دنیای شگفت انگیز اختراعات 3M روبرو می شوم، که ممکن است برخی از آنها را قبلاً بشناسید - کاغذ سنباده، نوار اسکاچ، ورق های Post-it.
تمایل بینگ کرازبی برای ضبط برنامه های رادیویی خود باعث شد که 3M نوار مغناطیسی برای ضبط صدا ایجاد کند که استانداردی برای استودیو ضبط و پخش شد و صنعت سرگرمی را متحول کرد. نیل آرمسترانگ اولین قدم خود را بر روی ماه در سال 1969 با پوشیدن کفش هایی با کفی ساخته شده از Thinsulate، یکی دیگر از اختراعات 3M، برداشت. شما می توانید در مورد اختراعات ما برای مدت طولانی و جالب صحبت کنید، اما امروز می خواهم در مورد یکی از آنها صحبت کنم.

ویدئو

شاید کسی قبلاً در مورد "آب خشک" شنیده باشد، فیلم هایی را دیده باشد، و گذرنامه ها و کتاب ها، تلویزیون کار، تلفن همراه یا سیم داخلی متصل به پریز را در یک آکواریوم با آب فرو ببرند.

شگفت انگیز به نظر می رسد! با این حال، اینها حقه نیست! این "آب خشک" چیزی نیست جز نوآوری 3M، ماده خاموش کننده گاز Novec 1230 که توسط شرکت ما برای استفاده در سیستم های اطفاء حریق گازی توسعه یافته است، علاوه بر این، این یک کلاس جدید از مواد شیمیایی است که در عمل بین المللی استفاده می شود.

Novec 1230 برای الکترونیک کاملاً ایمن است!

من می خواهم در مورد او و خواص شگفت انگیزش بگویم. این موضوع به ویژه امروز مهم به نظر می رسد، زمانی که ساختمان ها بسیار بالاتر از نردبان های ماشین های آتش نشانی ساخته می شوند و مردم فرصت تخلیه سریع را ندارند، سرورهای گران قیمت اطلاعات ارزشمندی را ذخیره می کنند، امکانات مجهز به اتوماسیون پیچیده وجود دارد که نیاز به حضور مداوم دارد. اپراتورها و کار بدون وقفه تجهیزات، مانند مراکز کنترل پرواز فرودگاه. یک مثال ساده این است که توزیع کنندگان MCC در محل کار خود ماسک های گاز عایق دارند که در صورت وجود سیستم اطفاء حریق خودکار با گاز بر پایه فریون یا دی اکسید کربن که برای انسان کشنده است، باید 20 دقیقه قبل از آن به کار خود ادامه دهند. تغییر عملکرد این مرکز کنترل به یدکی.

چرا این مورد نیاز است؟

مشخص است که عواقب خاموش کردن آتش اغلب به اندازه تأثیر خود آتش است. آب، تجهیزات فاسد پودر، اسناد، آثار هنری و همه چیز ارزشمندی که در اتاق وجود دارد. گازها - اینرژن، فریون، دی اکسید کربن چندان بر ارزش مواد تأثیر نمی گذارد، اما آنها برای افراد در اتاق محافظت شده کشنده هستند، بنابراین آنها نیاز به تخلیه فوری آنها دارند.
در جستجوی ترکیبی از پارامترهای کارایی و ایمنی عوامل اطفاء حریق در دهه‌های گذشته، چندین نسل از آنها از دی اکسید کربن و گازهای بی‌اثر به فریون تبدیل شده‌اند. با این حال، اکثر آنها محدودیت های جدی در کاربرد خود دارند. همانطور که قبلاً اشاره کردم، سیستم های دی اکسید کربن برای انسان کشنده هستند و فریون های نسل اول به دلیل تأثیر منفی شدید بر جو در سراسر جهان ممنوع هستند. و این یک عامل مهم است، زیرا گرم شدن کره زمین با سرعتی بی سابقه است. به عنوان مثال، یخچال طبیعی در کوه کلیمانجارو، که به گفته دانشمندان، باید تا سال 2015 ذوب می شد، در سال 2005 ذوب شد.

چگونه به آن رسیدیم

با درک کاستی های عوامل موجود برای خاموش کردن آتش گازی، تیم دانشمندان 3M فریون ها را اصلاح نکردند، اما تلاش های خود را در جهتی کاملاً جدید هدایت کردند. تصمیم برای استفاده از یکی از پلتفرم های اصلی فناوری 3M، شیمی آلی پرفلورینه گرفته شد. به هر حال، این فناوری به شرکت اجازه می دهد تا در زمینه تمیز کردن بسیار ریز قطعات مختلف، استفاده از پوشش های محافظ روی شیشه، فلزات و پلاستیک ها و همچنین خنک کننده دستگاه های الکترونیکی به موفقیت دست یابد.
یک دوره 10 ساله کار تحقیقاتی با موفقیت واقعی تاج گذاری شد - کلاس جدیدی از عوامل اطفاء حریق گازی، کتون های فلوئوردار ایجاد و در عمل بین المللی معرفی شد. آزمایش‌های آزمایشی متعددی که توسط سازمان‌های پیشرو جهان متخصص در زمینه ایمنی آتش‌سوزی انجام شد، باعث تعجب کارشناسان شد: فلوروکتون‌ها نه تنها ثابت کردند که عوامل اطفاء حریق عالی (با کارایی مشابه فریون‌ها) هستند، بلکه در عین حال بسیار مثبت هستند. مشخصات زیست محیطی و سم شناسی

مقداری شیمی خسته کننده

بنابراین، فلوروکتون ها. اینها مواد آلی مصنوعی هستند که در مولکول آنها همه اتم های هیدروژن با اتم های فلوئور که محکم به اسکلت کربن متصل هستند جایگزین می شوند. چنین تغییراتی ماده را از نظر برهمکنش با مولکول های دیگر بی اثر می کند. چرا آب "خشک"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketone) یک مایع شفاف بی رنگ با بوی ملایم است که 1.6 برابر سنگین تر از آب است و از همه مهمتر رسانای برق نیست. ثابت دی الکتریک آن 2.3 است (نیتروژن خشک به عنوان یک واحد استاندارد در نظر گرفته می شود).

نازل خروجی Novec 1230 در هنگام اطفای حریق

خواص نوآورانه این ماده اطفاء حریق با ساختار مولکول شش کربنی آن که پیوندهای ضعیفی دارد توضیح داده می شود. آنها به Novec 1230 اجازه می دهند تا به سرعت از حالت مایع به گاز تبدیل شود و انرژی حرارتی آتش را به طور فعال جذب کند. اطفاء حریق به دلیل اثر خنک کننده (70٪) انجام می شود. یک واکنش شیمیایی مهار شعله (30٪) نیز رخ می دهد. در عین حال، غلظت اکسیژن در اتاق کاهش نمی یابد (که برای افزایش زمان تخلیه افراد از اتاق مهم است). این ماده بلافاصله بدون وارد شدن به واکنش های شیمیایی تبخیر می شود، که اجازه می دهد به مواد و تجهیزات گران قیمت آسیب نرساند، و خواص دی الکتریک از اتصال کوتاه جلوگیری می کند.

چگونه کار می کند؟

یکی دیگر از خواص مهم فلوروکتون ها حلالیت بسیار کم در آب است که اجازه نمی دهد ماده از طریق غشای سلولی به بدن عبور کند. سمیت کم آنها و ظرفیت حرارتی بالای بخارات را فراهم می کند که منجر به خنک شدن فعال شعله و خاموش شدن آن می شود. و این بدان معنی است که افرادی که در زمان فعال شدن سیستم در اتاق هستند در معرض خطر نیستند. سیستم اطفاء حریق مبتنی بر Novec 1230 مجهز به مراکز کنترل پرواز فرودگاه های Vnukovo و Koltsovo است، اعزام کنندگان می توانند بدون به خطر انداختن جان خود کار خود را در زمان فعال شدن سیستم انجام دهند.

چه تاثیری روی فرد می گذارد؟

به طور جداگانه، من در مورد چنین شاخصی مانند درجه ایمنی یک عامل اطفاء حریق برای مردم صحبت خواهم کرد. با تفاوت بین غلظت کاری و حداکثر غلظت مجاز تعیین می شود. در عمل جهانی، از پارامتری به نام NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) استفاده می شود - غلظتی که اثرات مضری ایجاد نمی کند. آستانه غلظت مواد را برای اثرات حساس کننده قلبی و قلبی بر روی بدن تعیین می کند. گاهی اوقات این تفاوت حاشیه ایمنی نامیده می شود که عدم دقت در محاسبه مقدار عامل گاز در سیستم، توزیع ناهموار بر روی حجم اتاق، استفاده از ضرایب ضرب کننده برای غلظت محاسبه شده و سایر عوامل را جبران می کند. مقدار منفی این پارامتر نشان دهنده خطر عامل در غلظت کاری پس از راه اندازی سیستم است.

بنابراین، سیستم هایی که از گازهای "بی اثر" استفاده می کنند (از احتراق پشتیبانی نمی کنند) از اصل خاموش کردن آتش با رقیق کردن اکسیژن موجود در هوا به مقادیر قابل توجهی کمتر از هوای معمولی (12-13٪ در مقابل 21٪ در هوای معمولی) استفاده می کنند. این منجر به خطر خفگی برای افراد حاضر در اتاق می شود، اگرچه چنین گازهایی اثر سمی ندارند. به طور جداگانه، باید در مورد دی اکسید کربن گفت که غلظت های کاری آن همیشه برای انسان کشنده است. این به دلیل اثر فیزیولوژیکی آن بر روی بدن در غلظت های بالاتر از 5٪ است (برای مقایسه، غلظت استاندارد اطفاء حریق برای CO2 35٪ است).

عوامل شیمیایی غلظت اکسیژن را در اتاق کاهش نمی دهند. بنابراین، برای آنها، عامل ایمنی تعیین کننده برای پرسنل، عامل ایمنی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. برای اماکنی که بنا به ضرورت عملیاتی، افراد می توانند حتی برای مدت کوتاهی، عواملی با حداکثر حاشیه ایمنی انتخاب شوند.

درباره اکولوژی

حال در مورد مولفه محیطی عوامل اطفاء حریق. به ویژه در زمینه ادغام بین المللی و تصویب اسناد تصویب شده توسط جامعه جهانی در قلمرو فدراسیون روسیه. به عنوان مثال می توان به اجرای تعهدات روسیه تحت پروتکل مونترال اشاره کرد که منجر به ممنوعیت تولید، واردات و استفاده در خاک کشور ما از بسیاری از عوامل اطفاء حریق گازی با خاصیت تخریب لایه ازن شد. در ردیف بعدی کاهش انتشار عوامل با پتانسیل گرمایش جهانی بالا است که در این میان سهم زیادی را فریون ها برای اطفای حریق اشغال می کنند.

تصویب پروتکل کیوتو در روسیه (قانون فدرال شماره 128-FZ مورخ 4 نوامبر 2004 "درباره تصویب پروتکل کیوتو به کنوانسیون چارچوب سازمان ملل متحد در مورد تغییرات آب و هوا") همچنین کاهش تدریجی چنین انتشاراتی را فراهم می کند.
در سال 2011، در کنفرانس سازمان ملل متحد در مورد تغییرات آب و هوایی، چندین کشور به طور همزمان ابتکار عمل را برای ممنوعیت استفاده از فرئون-23 و رژیم کنترل دقیق حجم مصرف و کاهش تدریجی انتشار فریون های اصلی برای اطفاء حریق به عهده گرفتند. (کلادون-125، فرئون-227 و غیره). چنین اقداماتی حیاتی هستند، زیرا در غیر این صورت نمی‌توان روند گرمایش جهانی را در محدوده‌هایی که دانشمندان به‌عنوان نسبتاً خطرناک برای آب و هوای زمین تعریف کرده‌اند، حفظ کرد. نتایج این ابتکارات دیری نپایید: کشورهای اتحادیه اروپا اولین کسانی بودند که این اقدامات جدید ایمنی زیست محیطی را اجرا کردند. اصلاحات مربوط به قانون اتحادیه اروپا در حال حاضر در حال تصویب است. سایر اعضای جامعه بین المللی در ردیف بعدی قرار دارند، زیرا مشکل تغییرات جهانی در آب و هوای سیاره ما در همه کشورها مشترک است.

هنگامی که Novec 1230 در اتمسفر آزاد می شود، فلوروکتون ها به راحتی در لایه های بالایی جو تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش از بین می روند، این عامل در عرض 5 روز از محیط خارج می شود. همچنین هیچ اثر تجمعی ذاتی در فریون ها وجود ندارد، یعنی. ماده برای دهه ها یا حتی قرن ها در جو باقی نمی ماند.

برای مقایسه، انتشار یک تاسیسات اطفاء حریق گاز (GFS) بر اساس فریون (348 کیلوگرم فریون 227) معادل انتشار 1,008,926 کیلوگرم CO2 در جو است که با انتشار سالانه CO2 از 211 خودروی سواری قابل مقایسه است. . خروجی یک کارخانه HPT مبتنی بر فلوروکتون (401 کیلوگرم Novec 1230) معادل 401 کیلوگرم انتشار CO2 (0.07 خودرو در سال) است. همچنین می توان آن را با انتشار دی اکسید کربن از زندگی یک گاو در طول یک ماه مقایسه کرد.

به همین دلیل است که فلوروکتون FK-5-1-12 (Novec 1230) بسیار سریع در تمام استانداردهای بین المللی و منطقه ای برای اطفاء حریق گاز گنجانده شد و به رقیبی جدی برای کلاس قدیمی عوامل - فریون ها تبدیل شد که سؤالات زیادی را انباشته کرده است. ، هم از طرف محیط بانان و هم از متخصصان حفاظت از آتش.

کجا می توانید ملاقات کنید

در مورد لیست اشیایی که می توانند توسط چنین تاسیساتی در برابر آتش محافظت شوند، باید در نظر داشت که طبق گواهینامه های روسی و بین المللی، تاسیسات با Novec 1230 FOFS می توانند آتش مواد قابل احتراق جامد، از جمله بایگانی های کاغذی را بدون دسترسی به خاموش کنند. آتش نشان ها، مایعات قابل اشتعال و تجهیزات تحت ولتاژ. بنابراین، تقریباً تمام وظایف حفاظت از اشیاء با ارزش ویژه شرکت پوشش داده می شود.

در حال نصب Novec 1230

موضوع صدور گواهینامه یک عامل برای خاموش کردن آتش های کلاس C (یعنی گازهای قابل احتراق) در حال حاضر در حال بررسی است - آخرین گزینه. در عین حال، ایجاد شرایط خاصی برای تجهیزات مورد نیاز نیست - واحدها را می توان در دمای منفی 20 درجه سانتیگراد تا مثبت 50 درجه سانتیگراد کار کرد. اینها شرایط لازم برای موقعیت مکانی خود سیلندرها هستند. در اتاقی که رهاسازی انجام می شود، دما می تواند به طور قابل توجهی با مقادیر داده شده متفاوت باشد، هم بالا و هم پایین. نمونه هایی از استفاده از سیستم ها در تاسیسات در آب و هوای سخت وجود دارد که در این صورت ماژول های سیستم در یک محفظه عایق حرارت نصب می شوند.
با جمع بندی موارد فوق، می توان گفت که انتخاب نهایی عامل اطفاء حریق به معیارهایی بستگی دارد که برای هر یک از ما مهم است: کارایی و هزینه، رعایت استانداردهای نظارتی و فنی، ایمنی برای انسان و محیط زیست. این معیارها بود که دانشمندان 3M هنگام ایجاد فلوروکتون Novec1230 با آن هدایت شدند.

رویای هر برنامه نویسی :)

امیدواریم داستان ما جالب و آموزنده بوده باشد. یکی از محصولات کلیدی این شرکت در بازار روسیه را به شما معرفی می کنیم.
می توانید اطلاعات بیشتری کسب کنید

24 ژوئن 2016

به خوبی شناخته شده است که آب می تواند در حالت مایع، جامد و گاز وجود داشته باشد. اما آیا می دانستید که آب نیز می تواند خشک باشد، مهم نیست که چقدر متناقض به نظر می رسد.

"آب خشک" 95 درصد آب است و از قطرات ریز آب تشکیل شده است که هر کدام در پوسته ای از دی اکسید سیلیکون محصور شده است که از پخش شدن و اتصال مولکول های آب جلوگیری می کند. در ظاهر، "آب خشک" شبیه پودر است. اگر به فرمول شیمیایی آب خشک (CF3CF2C(O)CF(CF3)2 نگاه کنیم، خواهیم دید که بر خلاف آب معمولی، هیدروژن و در نتیجه پیوند هیدروژنی وجود ندارد، به این معنی که برهمکنش بین مولکول های این آب بسیار ضعیف تر است. از دیگر تفاوت‌های بین «آب خشک» می‌توان به نقطه انجماد آن که 108- درجه سانتی‌گراد است، نقطه جوش آن که 49 درجه سانتی‌گراد است و ناتوانی آن در هدایت الکتریسیته اشاره کرد. در چنین آبی نمی توان چای یا قهوه دم کرد، شکر و نمک در آن حل نمی شود. از جمله شباهت های آب معمولی عدم وجود رنگ و بو است.

"آب خشک" در سال 1968 اختراع شد، اما در آن زمان کاربرد عملی پیدا نکرد و سال ها فراموش شد.

آنها آن را فقط در سال 2004 به یاد آوردند، زمانی که شرکت ZM با حذف فریون مضر برای محیط زیست از آن، "آب خشک" را بهبود بخشید و آن را تحت علامت تجاری Novec 1230 به ثبت رساند. از آن زمان، "آب خشک" در آتش نشانی استفاده شد و به سرعت به دست آورد. محبوبیت، زیرا مزایای خود را نسبت به آب معمولی نشان داد. بنابراین، حتی با خاموش کردن سریع آتش با آب ساده، اسناد، کتاب ها، لوازم خانگی، اثاثیه و سایر چیزهایی که از آتش سوزی جان سالم به در برده اند، می توانند به طور ناامیدکننده ای توسط همین آب آسیب ببینند. با "آب خشک" این اتفاق نمی افتد، زیرا هنگام خاموش کردن آتش به بخار تبدیل می شود که با نشستن بر روی اشیا پس از چند ثانیه بدون آسیب رساندن به آنها ناپدید می شود. مجریان یک برنامه حتی یک آزمایش تصویری انجام دادند و یک تلفن همراه و یک ورق کاغذ را در ظرفی با "آب خشک" فرو کردند، در حالی که تلفن به درستی کار می کرد و کاغذ حتی خیس نشد. چنین خواص "آب خشک" در درجه اول توسط کارمندان موزه ها و کتابخانه ها و همچنین صاحبان شرکت هایی که در آنها مقدار زیادی تجهیزات ولتاژ بالا وجود دارد قدردانی شد.

"آب خشک" حتی آتش را به روش دیگری خاموش می کند و در واکنش احتراق اختلال ایجاد می کند و گرما را جذب می کند، در حالی که آب معمولی دمای منبع اشتعال را کاهش می دهد و با تبخیر شدن، دسترسی اکسیژن به شعله را مسدود می کند. علاوه بر این، Novec 1230 به سرعت به حالت گازی تبدیل می شود، حتی در دمای پایین، زمانی که آتش تازه شروع شده است.

علاوه بر این، یکی دیگر از مزایای "آب خشک" در هنگام خاموش کردن آتش این واقعیت است که هنگام استفاده از آن، غلظت اکسیژن در اتاق کاهش نمی یابد و در نتیجه زمان تخلیه افراد افزایش می یابد.

زمانی که Novec 1230 در اتمسفر قرار گرفت، تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش در عرض 3-5 روز، بدون آسیب رساندن به لایه اوزون زمین، تجزیه می شود. برای یک فرد، «آب خشک» نیز بی خطر است، اما باز هم نباید آن را بنوشید.

با این حال، "آب خشک" نه تنها در آتش نشانی قابل استفاده است. در سال 2006، متخصصان دانشگاه لیورپول، با بررسی خواص این ماده دریافتند که "آب خشک" می تواند خدمات بزرگی به سیاره ما داشته باشد. واقعیت این است که می تواند به طور فعال دی اکسید کربن را جذب کند، که یک گاز گلخانه ای است که به تخریب لایه اوزون و در نتیجه گرم شدن کره زمین کمک می کند. آزمایشات نشان داده است که در همان بازه زمانی، «آب خشک» سه برابر بیشتر از آب معمولی دی اکسید کربن جذب می کند. همه اینها باعث می شود تا غلظت گازهای گلخانه ای در جو به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

پیشنهاداتی وجود دارد که به دلیل توانایی جذب گازها، "آب خشک" می تواند به استخراج متان منجمد در کف اقیانوس ها و همچنین سایر گازهای صعب العبور کمک کند.

جست‌وجو همچنین برای یافتن راهی که بتواند ذخیره‌سازی سوخت خودروهای هیدروژنی را تضمین کند، در جریان است.

علاوه بر این، یکی از متخصصان دانشگاه لیورپول، دکتر بن کارتر، در دویست و چهلمین نشست ملی انجمن شیمی آمریکا در بوستون، گفت که از جمله، "آب خشک" کاتالیزوری است که واکنش بین آنها را تسریع می کند. هیدروژن و اسید مالئیک، که منجر به تشکیل اسید سوکسینیک می شود که به طور گسترده در ساخت کالاهای مصرفی استفاده می شود. این امر نیاز به هم زدن هیدروژن و اسید سوکسینیک را از بین می‌برد و در نتیجه این فرآیند انرژی را کارآمدتر و سازگار با محیط زیست می‌کند.

علاوه بر این، از این فناوری می توان برای ایجاد امولسیون های پودری «خشک» متشکل از چندین مایع که با یکدیگر مخلوط نمی شوند، مانند آب و روغن استفاده کرد. این امولسیون ها به ذخیره و حمل و نقل مایعات بالقوه خطرناک کمک می کنند.

ارجاع:
فلوروکتون ها مواد آلی مصنوعی هستند که در مولکول آنها همه اتم های هیدروژن با اتم های فلوئور که محکم به شبکه کربن متصل هستند جایگزین می شوند. چنین خواصی باعث می شود که ماده در برهمکنش با مولکول های دیگر خنثی شود و یک بازدارنده واکنش های حرارتی باشد. مطالعات و آزمایش‌های آزمایشگاهی متعدد نشان داده‌اند که فلوروکتون‌ها عوامل اطفای حریق مؤثری با مشخصات زیست‌محیطی و سم‌شناسی مثبت هستند. این یک مایع شفاف بی رنگ با بوی ملایم است که 1.6 برابر سنگین تر از آب است. این یک دی الکتریک موثر با گذردهی الکتریکی 2.3 است، بنابراین دستگاه های الکترونیکی غوطه ور حتی در "آب خشک" همچنان به کار خود ادامه می دهند. از آنجایی که نقطه جوش این ماده در فشار 1 atm است. 49.2 درجه سانتیگراد است، فورا تبخیر می شود و هیچ پلاکی روی دیواره تجهیزات باقی نمی گذارد.

در اینجا چیزی است که ZM می گوید:

مشخص است که عواقب خاموش کردن آتش اغلب به اندازه تأثیر خود آتش است. آب، تجهیزات فاسد پودر، اسناد، آثار هنری و همه چیز ارزشمندی که در اتاق وجود دارد. گازها - اینرژن، فریون، دی اکسید کربن چندان بر ارزش مواد تأثیر نمی گذارد، اما آنها برای افراد در اتاق محافظت شده کشنده هستند، بنابراین آنها نیاز به تخلیه فوری آنها دارند.

در جستجوی ترکیبی از پارامترهای کارایی و ایمنی عوامل اطفاء حریق در دهه‌های گذشته، چندین نسل از آنها از دی اکسید کربن و گازهای بی‌اثر به فریون تبدیل شده‌اند. با این حال، اکثر آنها محدودیت های جدی در کاربرد خود دارند. همانطور که قبلاً اشاره کردم، سیستم های دی اکسید کربن برای انسان کشنده هستند و فریون های نسل اول به دلیل تأثیر منفی شدید بر جو در سراسر جهان ممنوع هستند. و این یک عامل مهم است، زیرا گرم شدن کره زمین با سرعتی بی سابقه است. به عنوان مثال، یخچال طبیعی در کوه کلیمانجارو، که به گفته دانشمندان، باید تا سال 2015 ذوب می شد، در سال 2005 ذوب شد.

با درک کاستی های عوامل موجود برای خاموش کردن آتش گازی، تیم دانشمندان 3M فریون ها را اصلاح نکردند، اما تلاش های خود را در جهتی کاملاً جدید هدایت کردند. تصمیم برای استفاده از یکی از پلتفرم های اصلی فناوری 3M، شیمی آلی پرفلورینه گرفته شد. به هر حال، این فناوری به شرکت اجازه می دهد تا در زمینه تمیز کردن بسیار ریز قطعات مختلف، استفاده از پوشش های محافظ روی شیشه، فلزات و پلاستیک ها و همچنین خنک کننده دستگاه های الکترونیکی به موفقیت دست یابد.
یک دوره 10 ساله کار تحقیقاتی با موفقیت واقعی تاج گذاری شد - کلاس جدیدی از عوامل اطفاء حریق گازی، کتون های فلوئوردار ایجاد و در عمل بین المللی معرفی شد. آزمایش‌های آزمایشی متعددی که توسط سازمان‌های پیشرو جهان متخصص در زمینه ایمنی آتش‌سوزی انجام شد، باعث تعجب کارشناسان شد: فلوروکتون‌ها نه تنها ثابت کردند که عوامل اطفاء حریق عالی (با کارایی مشابه فریون‌ها) هستند، بلکه در عین حال بسیار مثبت هستند. مشخصات زیست محیطی و سم شناسی

مقداری شیمی خسته کننده

بنابراین، فلوروکتون ها. اینها مواد آلی مصنوعی هستند که در مولکول آنها همه اتم های هیدروژن با اتم های فلوئور که محکم به اسکلت کربن متصل هستند جایگزین می شوند. چنین تغییراتی ماده را از نظر برهمکنش با مولکول های دیگر بی اثر می کند. چرا آب "خشک"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketone) یک مایع شفاف بی رنگ با بوی ملایم است که 1.6 برابر سنگین تر از آب است و از همه مهمتر رسانای برق نیست. ثابت دی الکتریک آن 2.3 است (نیتروژن خشک به عنوان یک واحد استاندارد در نظر گرفته می شود).

خواص نوآورانه این ماده اطفاء حریق با ساختار مولکول شش کربنی آن که پیوندهای ضعیفی دارد توضیح داده می شود. آنها به Novec 1230 اجازه می دهند تا به سرعت از حالت مایع به گاز تبدیل شود و انرژی حرارتی آتش را به طور فعال جذب کند. اطفاء حریق به دلیل اثر خنک کننده (70٪) انجام می شود. یک واکنش شیمیایی مهار شعله (30٪) نیز رخ می دهد. در عین حال، غلظت اکسیژن در اتاق کاهش نمی یابد (که برای افزایش زمان تخلیه افراد از اتاق مهم است). این ماده بلافاصله بدون وارد شدن به واکنش های شیمیایی تبخیر می شود، که اجازه می دهد به مواد و تجهیزات گران قیمت آسیب نرساند، و خواص دی الکتریک از اتصال کوتاه جلوگیری می کند.

چگونه کار می کند؟

یکی دیگر از خواص مهم فلوروکتون ها حلالیت بسیار کم در آب است که اجازه نمی دهد ماده از طریق غشای سلولی به بدن عبور کند. سمیت کم آنها و ظرفیت حرارتی بالای بخارات را فراهم می کند که منجر به خنک شدن فعال شعله و خاموش شدن آن می شود. و این بدان معنی است که افرادی که در زمان فعال شدن سیستم در اتاق هستند در معرض خطر نیستند. سیستم اطفاء حریق مبتنی بر Novec 1230 مجهز به مراکز کنترل پرواز فرودگاه های Vnukovo و Koltsovo است، اعزام کنندگان می توانند بدون به خطر انداختن جان خود کار خود را در زمان فعال شدن سیستم انجام دهند.

چه تاثیری روی فرد می گذارد؟

به طور جداگانه، من در مورد چنین شاخصی مانند درجه ایمنی یک عامل اطفاء حریق برای مردم صحبت خواهم کرد. با تفاوت بین غلظت کاری و حداکثر غلظت مجاز تعیین می شود. در عمل جهانی، از پارامتری به نام NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) استفاده می شود - غلظتی که اثرات مضری ایجاد نمی کند. آستانه غلظت مواد را برای اثرات حساس کننده قلبی و قلبی بر روی بدن تعیین می کند. گاهی اوقات این تفاوت حاشیه ایمنی نامیده می شود که عدم دقت در محاسبه مقدار عامل گاز در سیستم، توزیع ناهموار بر روی حجم اتاق، استفاده از ضرایب ضرب کننده برای غلظت محاسبه شده و سایر عوامل را جبران می کند. مقدار منفی این پارامتر نشان دهنده خطر عامل در غلظت کاری پس از راه اندازی سیستم است.

بنابراین، سیستم هایی که از گازهای "بی اثر" استفاده می کنند (از احتراق پشتیبانی نمی کنند) از اصل خاموش کردن آتش با رقیق کردن اکسیژن موجود در هوا به مقادیر قابل توجهی کمتر از هوای معمولی (12-13٪ در مقابل 21٪ در هوای معمولی) استفاده می کنند. این منجر به خطر خفگی برای افراد حاضر در اتاق می شود، اگرچه چنین گازهایی اثر سمی ندارند. به طور جداگانه، باید در مورد دی اکسید کربن گفت که غلظت های کاری آن همیشه برای انسان کشنده است. این به دلیل اثر فیزیولوژیکی آن بر روی بدن در غلظت های بالاتر از 5٪ است (برای مقایسه، غلظت استاندارد اطفاء حریق برای CO2 35٪ است).

عوامل شیمیایی غلظت اکسیژن را در اتاق کاهش نمی دهند. بنابراین، برای آنها، عامل ایمنی تعیین کننده برای پرسنل، عامل ایمنی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. برای اماکنی که بنا به ضرورت عملیاتی، افراد می توانند حتی برای مدت کوتاهی، عواملی با حداکثر حاشیه ایمنی انتخاب شوند.

منابع

همه ما از برنامه درسی مدرسه می دانیم که آب می تواند در سه حالت وجود داشته باشد: گاز، مایع و یخ. اما در سال 1968، آبی ظاهر شد که می تواند در حالت خشک بماند - "آب خشک". او نام رسمی Novek 1230 را دریافت کرد و برای مدت طولانی مورد تقاضا نبود. تاکنون مردم به طور کامل از آب خشک استفاده نکرده اند. با این حال، دانشمندان تصمیم گرفتند این موضوع را با جزئیات بیشتری بررسی کنند و دریابند که چگونه می توان Novek 1230 را به طور منطقی در عمل به کار برد.

اطلاعات کلی

اما ابتدا بیایید بفهمیم که آب خشک چه تفاوتی با آب معمولی دارد. بیایید با این واقعیت شروع کنیم که حاوی عناصری مانند فلوئور و کربن است. در واقع آب خشک یک پودر است نه مایع که خواص منحصر به فردی دارد. این ماده برای انسان کاملا بی ضرر است، اما، البته، شما نباید از آن در داخل استفاده کنید. فرآیند ایجاد آب خشک بسیار ساده است. زمان زیادی برای او نمی گیرد. برای تهیه این ماده آب معمولی گرفته شده و با سرعت بالا با سیلیسیم مخلوط می شود. پس از یک دقیقه و نیم، ماده کاملاً آماده استفاده است. کارشناسان مطمئن هستند که به زودی Novek 1230 به طور گسترده در حوزه های مختلف فعالیت های انسانی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

درباره ویژگی ها

اگر به ویژگی های رسمی اعتقاد دارید، پس آبی که خشک نامیده می شود، 95٪ از آب معمولی تشکیل شده است. با این حال، از نظر ظاهری بیشتر شبیه شکر است که به حالت پودر در آمده است. یک ذره میکروسکوپی از آب خشک که اندازه آن بزرگتر از یک میکرون نباشد دارای یک کره محافظ از دی اکسید سیلیکون است. در آن، مولکول های اکسیژن بسیار محکم به سیلیکون متصل هستند. این دی اکسید سیلیکون است که از پخش شدن و اتصال ذرات آب به یکدیگر جلوگیری می کند.

در مورد فرمول شیمیایی که آنالوگ خشک آب معمولی را توصیف می کند، به نظر می رسد: CF3CF2C (O) CF (CF3) 2. لازم به ذکر است که شباهت زیادی با آب معمولی دارد. پس آب خشک بو و مزه ندارد. با این حال، در آن نقش یک عامل اکسید کننده نه توسط اکسیژن، بلکه توسط فلوئور انجام می شود. در همان زمان، Novek 1230 در دمای 49 درجه سانتیگراد می جوشد، اما انجماد مطلق در -180 درجه سانتیگراد رخ می دهد. در عین حال، حتی جوشاندن آب خشک نیز بر روی بدن انسان سوختگی باقی نمی گذارد. چگالی بسیار بالایی دارد و در زیر نور مستقیم خورشید، ذرات ماده به سادگی متلاشی می شوند.

درباره تحقیق

همانطور که در بالا ذکر شد، جهان در مورد آب خشک در سال 1968 آموخت. دانشمندان آمریکایی این اختراع را ثبت کردند و در ابتدا فقط برای اهداف زیبایی استفاده می شد. اما اکنون زمان ممنوعیت freon114 یا مبرد فرا رسیده است. و شرکت هایی که در حال توسعه کپسول های آتش نشانی خودکار بودند توجه خود را به Novek 1230 یا آب خشک معطوف کردند. مطمئناً توجه آنها به این واقعیت جلب شده است که Novek 1230 نه تنها برای انسان بی ضرر است، بلکه برای محیط زیست نیز کاملاً بی خطر است. در همان زمان، این آب به عنوان یک "آتش نشان" کاملاً کار می کرد. یازده سال بعد نسخه بهبود یافته آب خشک به نام Novec 1230 به دنیا معرفی شد این ماده گازی تمیز محسوب می شود که می تواند از آتش سوزی جلوگیری کند و به تجهیزات و اسناد و ... آسیبی وارد نخواهد کرد. لازم به ذکر است که در فرآیند اطفاء حریق با این گاز، سطح اکسیژن بدون تغییر باقی می ماند. این به تخلیه سریع افراد از محل کمک می کند.

اضافه می کنیم که Novec 1230 بوی کمی دارد و همچنین وزن آن در مقایسه با آب معمولی تقریباً یک و نیم برابر بیشتر است. همچنین این ماده به دلیل پایین بودن سطح دی الکتریک رسانای برق نیست.

اما ذهن های علمی به همین جا بسنده نکردند. آنها فراتر رفتند و در جریان تحقیق به چیز دیگری پی بردند. به طور دقیق تر، آنها تشخیص دادند که آب خشک توانایی جذب گازها را دارد. به زبان ساده، مولکول های آن دی اکسید کربن را کاملا جذب می کنند. در مقایسه با آب معمولی، یک آنالوگ خشک می تواند سه برابر بیشتر از این گاز را جذب کند. کارشناسان آزمایش های زیادی را با انواع دیگر گازها انجام دادند و از نتیجه بسیار راضی بودند. بنابراین، آنها فرض کردند که استفاده از این ماده برای استخراج متان از کف اقیانوس و همچنین برای استخراج گازهای دیگر کاملاً واقعی است. اما هدف اصلی آنها این بود که ثابت کنند مواد خطرناک مختلف را می توان با کمک آب خشک حمل کرد.

باید بگویم که دانشمندان همچنان می خواهند راهی برای استفاده از آب خشک در صنایع غذایی و غیره پیدا کنند.

در مورد مسائل زیست محیطی، بسیاری از کارشناسان متقاعد شده اند که آب خشک کاملاً قادر به غلبه بر گرمایش جهانی است. باز هم همه به این دلیل است که توانایی جذب گازهای مختلف را دارد. همه می دانند که اثر گلخانه ای با انتشار انواع مختلفی از ترکیبات شیمیایی در جو همراه است. و فقط آب خشک با جذب می تواند با این پدیده منفی کنار بیاید. با این حال، هنوز چنین فناوری ای ایجاد نشده است که امکان تحقق این ایده را فراهم کند.

درباره ذخیره سازی

در مورد نگهداری، ماده ای مانند آب خشک را نمی توان در ظروف باز نگهداری کرد. در عوض، شما می توانید ذخیره کنید، اما نه بیشتر از پنج روز. مسئله این است که در تماس با محیط به سرعت فرو می ریزد. به همین دلیل، آب خشک را فقط می توان در سیلندرهای کم فشار آب بندی شده ذخیره کرد. در نتیجه مانند هر گازی به مایع تبدیل می شود. در فرآیند پاشش گازی می شود.