Torrt vatten: fenomen eller vetenskapligt faktum? Torrvattenbrandsläckningssystem - funktioner hos brandsläckningsmedlet och installationsanordningen Torrvatten

Om inte, är det här inlägget tillägnat dig för att presentera något nytt och ovanligt för dig.

Video om egenskaperna hos vatten:

Ytterligare information:
Ett ämne som kemister länge känt till, kallat "torrt vatten", patenterades för 42 år sedan, 1968. Sedan njöt hon stor popularitet inom kosmetikaindustrin.

Nu är torrt vatten av mycket större intresse som ett sätt att skydda miljön och bekämpa klimatförändringarna.

Utåt ser detta vatten ut som vit fin sand, men i verkligheten är det små vattendroppar i ett vattenavvisande kiselskal. Och kisel är som bekant en del av vanlig strandsand. Skalet förhindrar återförening av vattenmolekyler och deras omvandling tillbaka till en vätska.

Framställning av torrt vatten är en enkel och ganska snabb process. Vatten och kisel blandas med hög hastighet, och efter 90 sekunder är torrt vatten klart.

Pulvret av torrt vatten som erhålls på detta sätt, när det interagerar med gaser, bildar hydrater - användbara kemiska föreningar.

Ben Carter, en vetenskapsman vid University of Liverpool som studerar egenskaperna och förmågorna hos torrt vatten, och hans kollegor diskuterade nyligen vid American Chemical Society-möte i Boston olika användningsområden för detta ämne.

Bland de många användningsområdena för dess unika egenskaper lyftes torrvattens förmåga att absorbera stora mängder koldioxid, en av de växthusgaser som orsakar den globala uppvärmningen, fram. Vid användning av torrt vatten visar det sig spara tre gånger mer koldioxid än om gravitationsvatten användes. Därmed är det möjligt att uppnå en betydande minskning av koncentrationen av växthusgaser i atmosfären.

Tack vare detta vattens förmåga att interagera med metan, kommer forskare att hitta ett säkert sätt att lagra metanbränsle för de bilar som drivs med naturgas. Produktionen av metanhydrat gör det möjligt att förbättra systemet för lagring och transport av denna naturgas och är ett nyckelmoment i utvecklingen av alternativa bränslen.

Ben Carter tror att om ett gelningsmedel läggs till blandningen så kommer torrt vatten att bli mer återvinningsbart. Torrt vatten kan sedan användas upprepade gånger, eftersom gelén är starkare än pulvret.

Forskare föreslår att använda torrt vatten i produktionen av livsmedel och deras komponenter och andra konsumtionsvaror. Användningen av torrt vatten har i laboratorietester visat sig påskynda katalytiska reaktioner i produktionen av dessa produkter, samt göra kemisk bearbetning mer energieffektiv och mindre skadlig för miljön.

Torrt vatten kommer att vara användbart för att förbättra sättet på vilket olika potentiellt farliga vätskor transporteras och lagras, eftersom det kommer att förvandla dem till ett torrt pulver.

På grund av dess egenskaper hjälper torrt vatten till att skydda miljön från de farliga effekterna av olika skadliga reagenser. Och det kan också vara användbart i livsmedelsproduktion.

Torrt vatten är en term som har ett paradoxalt ljud ... I den här artikeln kommer vi att försöka förstå dess betydelser.

Låt oss tillåta oss en liten lyrisk utvikning. Vi lever alla i fångenskap av illusioner, klichéer och stereotyper. Som hjälten i en populär film sa... Himlen är blå, vattnet är blött, livet... :)

Vi uppfattar ofta vissa påståenden som en obestridlig sanning, vilket avsevärt begränsar vår världsbild och våra förmågor.

Så, vad betyder termen torrt vatten och kan det kallas som sådant.

Torrt vatten - allegoriska betydelser av denna term

Termen torrt vatten har två allegoriska betydelser som betecknar delar av vattendrag och naturfenomen:

• SV är ett allegoriskt uttryck som betecknar en liten, olämplig för navigering, del av en vattenförekomst.
• SW - kraftig kortvarig grundning av floder, eller ebb.

De viktigaste betydelserna för termen "Torrvatten" i den moderna världen är de ämnen som beskrivs nedan.

SW - vit fin sand

Ämnet ser ut som vit fin sand och heter Dry Water, det patenterades i mitten av förra seklet – 1968.

Faktum är att i det här fallet är CB de minsta dropparna vatten i ett kiselskal. Således tillåter inte kisel droppar att kombineras och bilda en vätska.

SV har ett antal egenskaper som gör det mycket intressant ur praktisk tillämpningssynpunkt.

Torrvattenegenskaper (vit fin sand):

• när de interagerar med några gaser bildas hydrater - denna egenskap används vid brandsläckning;
• aktivt absorberar och behåller koldioxid - denna egenskap kan användas för att skydda miljön;

Torrvatten - Novec 1230

CB (Novec 1230) - köldmedium. Ämnet patenterades och demonstrerades av 3D Corporation 2004.

Egenskaper Novec 1230:

• utåt kan det inte skiljas från rent vatten;
• dielektriska;
• NE väter mycket dåligt - alla föremål efter kontakt med det är nästan torra och torkar snabbt;
• CB är inte ett lösningsmedel;
• praktiskt taget olösligt i vatten.

På grund av sina unika egenskaper används båda typerna av brandsläckare aktivt för att släcka bränder. Ett antal fördelar gör det i många fall helt enkelt oumbärligt i kampen mot eldelementet. En av de viktigaste egenskaperna hos SW är dess miljösäkerhet.

NE är ett mycket intressant ämne, och det är troligt att det inom en snar framtid kommer att ge oss nya överraskningar.

Som vi kan se kanske vatten inte har alla egenskaper som en vätska och därför är "torrt".

God eftermiddag, kära habrausare! Har du hört talas om 3M?

Vi är ett företag som älskar teknik och innovation. Vi tror att vi är samma som du. Vi har uppfunnit saker som du använder varje dag, men du kanske inte ens vet om det! Därför öppnar vi en liten serie artiklar om 3Ms produkter och teknologier.

Vårt första inlägg fokuserar på Novec 1230 gasbrandsläckningsmedel, dess historia och tillämpningar.
Berättelsen om medarbetaren "från första mun."

Kan vatten vara torrt? Eller vad är säker brandbekämpning?

Idag har ordet "innovation" kommit in i våra liv, det används så ofta att det verkar ha förlorat sin ursprungliga betydelse. Jag arbetar för 3M som en del av elektronikteknikteamet, och varje dag möter jag den underbara världen av 3M-uppfinningar, som du kanske redan känner till - sandpapper, tejp, post-it-ark.
Bing Crosbys önskan att spela in sina radioprogram ledde till att 3M skapade magnetbandet för ljudinspelning, som blev standarden för inspelnings- och sändningsstudion och revolutionerade underhållningsindustrin. Neil Armstrong tog sitt första steg på månen 1969 med skor med sulor gjorda av Thinsulate, en annan 3M uppfinning. Du kan prata om våra uppfinningar länge och intressant, men idag skulle jag vilja uppehålla mig vid en av dem.

Video

Kanske har någon redan hört talas om "torrvatten", sett filmer och vilka pass och böcker, en fungerande tv, en mobiltelefon eller en förlängningssladd som är ansluten till ett uttag som doppas i ett akvarium med vatten.

Ser fantastisk ut! Detta är dock inga knep! Detta "torra vatten" är inget annat än 3M:s innovation, Novec 1230 gasbrandsläckningsmedel, utvecklat av vårt företag för användning i gasbrandsläckningssystem, dessutom är det en ny klass av kemikalier som används i internationell praxis.

Novec 1230 är helt säker för elektronik!

Jag skulle vilja berätta om honom och hans fantastiska egenskaper. Det här ämnet verkar vara särskilt relevant idag, när byggnader byggs mycket högre än vad brandbilarnas stegar kan nå, och människor inte har möjlighet att snabbt evakuera, dyra servrar lagrar ovärderlig information, det finns anläggningar utrustade med komplex automation som kräver ständig närvaro av operatörer och oavbruten arbetsutrustning, såsom flygledningscentraler på flygplatser. Ett enkelt exempel - MCC-utsändare har isolerande gasmasker på sina arbetsplatser, i vilka de i händelse av ett automatiskt gasbrandsläckningssystem baserat på freon eller koldioxid, vilket är dödligt för människor, måste fortsätta att arbeta i 20 minuter innan de byter driften av detta kontrollcenter till övers.

Varför behövs detta?

Det är känt att konsekvenserna av att släcka en brand ofta är lika allvarliga som själva branden. Vatten, puderbytesutrustning, dokumentation, konstverk och allt värdefullt som finns i rummet; gaser - inergen, freon, koldioxid påverkar inte materiella värden så mycket, men de är dödliga för människor i det skyddade rummet, därför kräver de deras omedelbara evakuering.
I sökandet efter en kombination av parametrar för effektivitet och säkerhet för brandsläckningsmedel under de senaste decennierna har flera generationer av dem ändrats från koldioxid och inerta gaser till freoner. De flesta av dem har dock allvarliga begränsningar i sin tillämpning. Som jag nämnde tidigare är koldioxidsystem dödliga för människor, och första generationens freoner är förbjudna världen över på grund av den enorma negativa påverkan på atmosfären. Och detta är en viktig faktor, eftersom den globala uppvärmningen är i rekordfart. Till exempel smälte glaciären på berget Kilimanjaro, som enligt forskare skulle ha smält 2015, redan 2005.

Hur kom vi på det

Genom att inse bristerna hos befintliga medel för gasformig brandsläckning, modifierade 3M-teamet av forskare inte freoner, utan riktade sina ansträngningar i en helt ny riktning. Beslutet togs att använda en av 3M:s kärnteknologiplattformar, Perfluorinated Organic Chemistry. Förresten, denna teknik gör det möjligt för företaget att uppnå framgång inom området för ultrafin rengöring av olika delar, applicering av skyddande beläggningar på glas, metaller och plaster, samt kylning av elektroniska enheter.
En 10-årig period av forskningsarbete kröntes med verklig framgång - en ny klass av gasformiga brandsläckningsmedel, fluorerade ketoner, skapades och introducerades i internationell praxis. Flera testförsök utförda av världens ledande organisationer specialiserade på brandsäkerhet orsakade överraskning bland experter: fluorketoner visade sig inte bara vara utmärkta brandsläckningsmedel (med en effektivitet som liknar freoner), utan visade samtidigt en mycket positiv miljömässig och toxikologisk profil.

Lite tråkig kemi

Så, fluorketoner. Dessa är syntetiska organiska ämnen i vars molekyl alla väteatomer är ersatta av fluoratomer som är fast bundna till kolskelettet. Sådana förändringar gör ämnet inert när det gäller interaktion med andra molekyler. Varför "torrt" vatten?
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketon) är en färglös transparent vätska med en lätt lukt, som är 1,6 gånger tyngre än vatten och, viktigast av allt, inte leder elektricitet. Dess dielektricitetskonstant är 2,3 (torrt kväve tas som standard som en enhet).

Novec 1230 utgående munstycke under brandbekämpning

De innovativa egenskaperna hos detta brandsläckningsmedel förklaras av strukturen hos dess sexkolsmolekyl, som har svaga bindningar. De tillåter Novec 1230 att snabbt växla från flytande till gasformigt tillstånd och aktivt absorbera eldens termiska energi. Brandsläckning utförs på grund av kyleffekten (70%). En flamhämmande kemisk reaktion (30 %) inträffar också. Samtidigt minskar inte syrekoncentrationen i rummet (vilket är viktigt för att öka tiden för evakuering av personer från rummet). Ämnet avdunstar omedelbart utan att ingå i kemiska reaktioner, vilket gör det möjligt att inte skada material och dyr utrustning, och de dielektriska egenskaperna förhindrar kortslutning.

Hur det fungerar?

En annan viktig egenskap hos fluorketoner är den extremt låga lösligheten i vatten, som inte låter ämnet passera genom cellmembran in i kroppen, d.v.s. ger sin låga toxicitet och höga värmekapacitet av ångor, vilket leder till aktiv kylning av lågan och dess släckning. Och det gör att personer som befinner sig i rummet vid den tidpunkt då systemet utlöses inte utsätts för fara. Brandsläckningssystemet baserat på Novec 1230 är utrustat med flygkontrollcentralerna på flygplatserna i Vnukovo och Koltsovo, trafikledarna kan utföra sitt arbete när systemet utlöses utan att utsätta deras liv för fara.

Hur påverkar det en person?

Separat kommer jag att uppehålla mig vid en sådan indikator som graden av säkerhet för ett brandsläckningsmedel för människor. Den bestäms av skillnaden mellan arbetskoncentrationen och den högsta tillåtna koncentrationen. I världspraxis används en parameter som kallas NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) – koncentration som inte orsakar skadliga effekter. Den anger tröskelkoncentrationen av ämnen för kardiosensibiliserande och kardiotoxiska effekter på kroppen. Ibland kallas denna skillnad en säkerhetsmarginal, som kompenserar för felaktigheter i beräkningen av mängden gasmedel i systemet, ojämn fördelning över rummets volym, användningen av multiplikationsfaktorer för den beräknade koncentrationen och andra faktorer. Det negativa värdet för denna parameter indikerar faran med medlet i arbetskoncentrationen efter att systemet har utlösts.

Således använder system som använder "inerta" gaser (som inte stöder förbränning) principen att släcka en brand genom att späda ut syret i luften till värden som är betydligt lägre än i normal luft (12-13% mot 21% i vanlig luft). Detta leder till risk för kvävning för personer i rummet, även om sådana gaser inte har en giftig effekt. Separat bör det sägas om koldioxid, för vilken arbetskoncentrationer alltid är dödliga för människor. Detta beror på dess fysiologiska effekt på kroppen vid koncentrationer över 5 % (som jämförelse är standardbrandsläckningskoncentrationen för CO2 35 %).

Kemiska medel minskar inte syrekoncentrationen i rummet. För dem är därför den avgörande säkerhetsfaktorn för personalen den säkerhetsfaktor som diskuterats tidigare. För lokaler där personer på grund av driftsnödvändighet kan vara, även under en kort tid, bör ombud med maximal säkerhetsmarginal väljas.

Om ekologi

Nu om miljökomponenten i brandsläckningsmedel. Särskilt i samband med internationell integration och ratificering på Ryska federationens territorium av dokument som antagits av världssamfundet. Ett exempel är Rysslands uppfyllande av skyldigheterna enligt Montrealprotokollet, vilket ledde till ett förbud mot produktion, import och användning på vårt lands territorium av många gasformiga brandsläckningsmedel med ozonnedbrytande egenskaper. Näst på tur är minskningen av utsläppen av medel med hög global uppvärmningspotential, bland vilka en stor del upptas av freoner för brandsläckning.

Ratificering av Kyotoprotokollet i Ryssland (federal lag nr 128-FZ av den 4 november 2004 "Om ratificering av Kyotoprotokollet till FN:s ramkonvention om klimatförändringar") ger också en gradvis minskning av sådana utsläpp.
2011, vid FN:s konferens om klimatförändringar, tog flera länder samtidigt initiativet till att införa ett förbud mot användningen av freon-23 och ett system med strikt kontroll av konsumtionsvolymer och en gradvis minskning av utsläppen av de viktigaste freonerna för brandbekämpning (kladon-125, freon-227, etc.). Sådana åtgärder är livsnödvändiga, för annars är det helt enkelt omöjligt att hålla processen med global uppvärmning inom de gränser som definieras av forskare som måttligt farliga för jordens klimat. Resultaten av dessa initiativ lät inte vänta på sig: länderna i Europeiska unionen beslutade att vara de första att införa dessa nya miljösäkerhetsåtgärder. De relevanta ändringarna av EU-lagstiftningen håller för närvarande på att godkännas. Andra medlemmar av det internationella samfundet är näst på tur, eftersom problemet med globala förändringar i klimatet på vår planet är gemensamt för alla länder.

När Novec 1230 släpps ut i atmosfären förstörs fluorketoner lätt i de övre skikten av atmosfären under påverkan av ultraviolett strålning, medlet avlägsnas från miljön inom 5 dagar. Det finns inte heller någon kumulativ effekt inneboende i freoner, d.v.s. materia finns inte kvar i atmosfären på årtionden eller till och med århundraden.

Som jämförelse kan nämnas att utsläppet av en gasbrandsläckningsanläggning (GFS) baserad på freon (348 kg freon 227) motsvarar utsläppet av 1 008 926 kg CO2 till atmosfären, vilket är jämförbart med de årliga CO2-utsläppen från 211 personbilar . Produktionen från en fluorketonbaserad HPT-anläggning (401 kg Novec 1230) motsvarar 401 kg CO2-utsläpp (0,07 fordon per år). Det kan också jämföras med koldioxidutsläppen från en kons liv under en månad.

Det var därför fluorketon FK-5-1-12 (Novec 1230) mycket snabbt inkluderades i alla internationella och regionala standarder för gasbrandsläckning, och blev en allvarlig konkurrent till den gamla klassen av medel - freoner, som har samlat på sig många frågor , både från miljöpartister och brandskyddsspecialister.

Var kan man träffas

På tal om listan över föremål som kan skyddas från brand av sådana installationer, bör man komma ihåg att enligt ryska och internationella certifikat kan installationer med Novec 1230 brandsläckningsmedel släcka bränder av fasta brännbara material, inklusive pappersarkiv utan tillgång till brandmän, brandfarliga vätskor och utrustning under spänning. Således täcks nästan alla uppgifter för skydd av särskilt värdefulla föremål i företaget.

Installerar Novec 1230

Frågan om certifiering av ett medel för släckning av klass C-bränder (dvs. brännbara gaser) håller på att utarbetas - det sista alternativet. Samtidigt krävs inte skapandet av speciella förhållanden för utrustningen - enheterna kan drivas vid temperaturer från minus 20°C till plus 50°C. Det är kraven på förutsättningarna för själva cylindrarnas placering. I rummet där utsläppet görs kan temperaturen skilja sig markant från de givna värdena, både upp och ner. Det finns exempel på användning av system vid anläggningar i hårt klimat, då systemmodulerna installeras i ett värmeisolerat fack.
Sammanfattningsvis kan vi konstatera att det slutliga valet av brandsläckningsmedel beror på de kriterier som är viktiga för var och en av oss: effektivitet och kostnad, överensstämmelse med regulatoriska och tekniska standarder, säkerhet för människor och miljö. Det var dessa kriterier som 3M-forskare vägleddes av när de skapade Novec1230 fluorketon.

Varje programmerares dröm :)

Vi hoppas att vår berättelse var intressant och informativ. Vi skulle vilja presentera dig för en av företagets nyckelprodukter på den ryska marknaden.
Du kan få mer information

24 juni 2016

Det är välkänt att vatten kan existera i flytande, fast och gasformigt tillstånd. Men visste du att vatten också kan vara torrt, hur paradoxalt det än kan låta.

"Torrvatten" är till 95 % vatten och består av små droppar vatten som var och en är innesluten i ett skal av kiseldioxid, vilket hindrar vattenmolekylerna från att spridas och ansluta sig. Till utseendet liknar "torrt vatten" ett pulver. Om vi ​​tittar på den kemiska formeln för torrt vatten (CF3CF2C(O)CF(CF3)2) så ser vi att det till skillnad från vanligt vatten inte finns något väte och som ett resultat vätebindningar, vilket gör att interaktionen mellan molekylerna i detta vatten är mycket svagare. Andra skillnader mellan "torrvatten" är dess fryspunkt, som är -108°C, dess kokpunkt, som är 49°C, och dess oförmåga att leda elektricitet. I sådant vatten kan te eller kaffe inte bryggas, socker och salt löser sig inte i det. Bland likheterna med vanligt vatten är frånvaron av färg och lukt.

"Torrvatten" uppfanns redan 1968, men på den tiden fick den ingen praktisk tillämpning och glömdes bort i många år.

De kom ihåg det först 2004, när ZM Corporation förbättrade "torrt vatten" genom att ta bort miljöskadligt freon från det och registrerade det under varumärket Novec 1230. Sedan dess har "torrt vatten" använts i brandbekämpning och snabbt vunnit popularitet, eftersom det visade sina fördelar jämfört med vanligt vatten. Så även med omedelbar släckning av en brand med vanligt vatten, kan dokument, böcker, apparater, möbler och andra saker som överlevde branden skadas hopplöst av just detta vatten. Detta kommer inte att hända med "torrt vatten", för när man släcker en brand förvandlas den till ånga, som lägger sig på föremål, försvinner efter några sekunder utan att orsaka dem någon skada. Presentatörerna för ett program genomförde till och med ett visuellt experiment, doppade en mobiltelefon och ett pappersark i en behållare med "torrt vatten", medan telefonen fortsatte att fungera korrekt och papperet inte ens blev blött. Sådana egenskaper hos "torrvatten" uppskattades främst av anställda på museer och bibliotek, såväl som ägarna till företag där det finns en stor mängd högspänningsutrustning.

"Torrvatten" släcker till och med elden på ett annat sätt, stör förbränningsreaktionen och absorberar värme, medan vanligt vatten sänker temperaturen i antändningskällan och, avdunstar, blockerar åtkomsten av syre till lågan. Dessutom övergår Novec 1230 snabbt till ett gasformigt tillstånd, även vid låga temperaturer, när branden precis har börjat.

Dessutom är en annan fördel med "torrvatten" vid släckning av en brand det faktum att när det används minskar inte syrekoncentrationen i rummet, vilket ökar tiden för evakuering av människor.

Väl i atmosfären, Novec 1230 under påverkan av ultraviolett sönderfall på 3-5 dagar, utan att orsaka skada på jordens ozonskikt. För en person är "torrt vatten" också säkert, men du bör fortfarande inte dricka det.

Men "torrvatten" kan användas inte bara vid brandbekämpning. 2006, när de studerade egenskaperna hos detta ämne, fann experter vid University of Liverpool att "torrt vatten" kan vara till stor tjänst för vår planet. Faktum är att det aktivt kan absorbera koldioxid, vilket är en växthusgas som bidrar till förstörelsen av ozonskiktet och som ett resultat till den globala uppvärmningen. Experiment har visat att "torrt vatten" under samma tidsperiod absorberar tre gånger mer koldioxid än vanligt vatten. Allt detta gör det möjligt att avsevärt minska koncentrationen av växthusgaser i atmosfären.

Det finns förslag på att "torrt vatten" på grund av sin förmåga att absorbera gaser också kan hjälpa till vid utvinning av fruset metan som ligger på botten av haven, samt andra svåråtkomliga gaser.

Jakten pågår också efter ett sätt som kan säkra lagringen av bränsle för bilar som kör på vätgas.

Dessutom sa en av specialisterna från University of Liverpool, Dr Ben Carter, vid American Chemical Societys 240:e nationella möte i Boston, att bland annat "torrt vatten" är en katalysator som påskyndar reaktionen mellan väte och maleinsyra, vilket resulterar i bildandet av bärnstenssyra som ofta används vid tillverkning av konsumentvaror. Detta eliminerar behovet av att röra om väte och bärnstenssyra, vilket gör processen mer energieffektiv och miljövänlig.

Dessutom kan denna teknik användas för att skapa "torra" pulveremulsioner bestående av flera vätskor som inte blandas med varandra, såsom vatten och olja. Dessa emulsioner hjälper till att göra lagring och transport av potentiellt farliga vätskor säkrare.

Referens:
Fluoroketoner är syntetiska organiska ämnen i vars molekyl alla väteatomer är ersatta av fluoratomer som är fast anslutna till kolgittret. Sådana egenskaper gör ämnet inert i interaktion med andra molekyler och en hämmare av termiska reaktioner. Ett flertal laboratoriestudier och tester har visat att fluorketoner är effektiva brandsläckningsmedel med en positiv miljömässig och toxikologisk profil. Det är en färglös genomskinlig vätska med en lätt lukt, som är 1,6 gånger tyngre än vatten. Det är ett effektivt dielektrikum med en elektrisk permittivitet på 2,3, så elektroniska enheter nedsänkta även i "torrt vatten" fortsätter att fungera. Sedan kokpunkten för detta ämne vid ett tryck av 1 atm. är 49,2°C avdunstar det omedelbart och lämnar ingen plack på utrustningens väggar.

Så här säger ZM:

Det är känt att konsekvenserna av att släcka en brand ofta är lika allvarliga som själva branden. Vatten, puderbytesutrustning, dokumentation, konstverk och allt värdefullt som finns i rummet; gaser - inergen, freon, koldioxid påverkar inte materiella värden så mycket, men de är dödliga för människor i det skyddade rummet, därför kräver de deras omedelbara evakuering.

I sökandet efter en kombination av parametrar för effektivitet och säkerhet för brandsläckningsmedel under de senaste decennierna har flera generationer av dem ändrats från koldioxid och inerta gaser till freoner. De flesta av dem har dock allvarliga begränsningar i sin tillämpning. Som jag nämnde tidigare är koldioxidsystem dödliga för människor, och första generationens freoner är förbjudna världen över på grund av den enorma negativa påverkan på atmosfären. Och detta är en viktig faktor, eftersom den globala uppvärmningen är i rekordfart. Till exempel smälte glaciären på berget Kilimanjaro, som enligt forskare skulle ha smält 2015, redan 2005.

Genom att inse bristerna hos befintliga medel för gasformig brandsläckning, modifierade 3M-teamet av forskare inte freoner, utan riktade sina ansträngningar i en helt ny riktning. Beslutet togs att använda en av 3M:s kärnteknologiplattformar, Perfluorinated Organic Chemistry. Förresten, denna teknik gör det möjligt för företaget att uppnå framgång inom området för ultrafin rengöring av olika delar, applicering av skyddande beläggningar på glas, metaller och plaster, samt kylning av elektroniska enheter.
En 10-årig period av forskningsarbete kröntes med verklig framgång - en ny klass av gasformiga brandsläckningsmedel, fluorerade ketoner, skapades och introducerades i internationell praxis. Flera testförsök utförda av världens ledande organisationer specialiserade på brandsäkerhet orsakade överraskning bland experter: fluorketoner visade sig inte bara vara utmärkta brandsläckningsmedel (med en effektivitet som liknar freoner), utan visade samtidigt en mycket positiv miljömässig och toxikologisk profil.

Lite tråkig kemi

Så, fluorketoner. Dessa är syntetiska organiska ämnen i vars molekyl alla väteatomer är ersatta av fluoratomer som är fast bundna till kolskelettet. Sådana förändringar gör ämnet inert när det gäller interaktion med andra molekyler. Varför "torrt" vatten?
Novec 1230 (FK-5-1-12) (C-6 fluoroketon) är en färglös transparent vätska med en lätt lukt, som är 1,6 gånger tyngre än vatten och, viktigast av allt, inte leder elektricitet. Dess dielektricitetskonstant är 2,3 (torrt kväve tas som standard som en enhet).

De innovativa egenskaperna hos detta brandsläckningsmedel förklaras av strukturen hos dess sexkolsmolekyl, som har svaga bindningar. De tillåter Novec 1230 att snabbt växla från flytande till gasformigt tillstånd och aktivt absorbera eldens termiska energi. Brandsläckning utförs på grund av kyleffekten (70%). En flamhämmande kemisk reaktion (30 %) inträffar också. Samtidigt minskar inte syrekoncentrationen i rummet (vilket är viktigt för att öka tiden för evakuering av personer från rummet). Ämnet avdunstar omedelbart utan att ingå i kemiska reaktioner, vilket gör det möjligt att inte skada material och dyr utrustning, och de dielektriska egenskaperna förhindrar kortslutning.

Hur det fungerar?

En annan viktig egenskap hos fluorketoner är den extremt låga lösligheten i vatten, som inte låter ämnet passera genom cellmembran in i kroppen, d.v.s. ger sin låga toxicitet och höga värmekapacitet av ångor, vilket leder till aktiv kylning av lågan och dess släckning. Och det gör att personer som befinner sig i rummet vid den tidpunkt då systemet utlöses inte utsätts för fara. Brandsläckningssystemet baserat på Novec 1230 är utrustat med flygkontrollcentralerna på flygplatserna i Vnukovo och Koltsovo, trafikledarna kan utföra sitt arbete när systemet utlöses utan att utsätta deras liv för fara.

Hur påverkar det en person?

Separat kommer jag att uppehålla mig vid en sådan indikator som graden av säkerhet för ett brandsläckningsmedel för människor. Den bestäms av skillnaden mellan arbetskoncentrationen och den högsta tillåtna koncentrationen. I världspraxis används en parameter som kallas NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) – koncentration som inte orsakar skadliga effekter. Den anger tröskelkoncentrationen av ämnen för kardiosensibiliserande och kardiotoxiska effekter på kroppen. Ibland kallas denna skillnad en säkerhetsmarginal, som kompenserar för felaktigheter i beräkningen av mängden gasmedel i systemet, ojämn fördelning över rummets volym, användningen av multiplikationsfaktorer för den beräknade koncentrationen och andra faktorer. Det negativa värdet för denna parameter indikerar faran med medlet i arbetskoncentrationen efter att systemet har utlösts.

Således använder system som använder "inerta" gaser (som inte stöder förbränning) principen att släcka en brand genom att späda ut syret i luften till värden som är betydligt lägre än i normal luft (12-13% mot 21% i vanlig luft). Detta leder till risk för kvävning för personer i rummet, även om sådana gaser inte har en giftig effekt. Separat bör det sägas om koldioxid, för vilken arbetskoncentrationer alltid är dödliga för människor. Detta beror på dess fysiologiska effekt på kroppen vid koncentrationer över 5 % (som jämförelse är standardbrandsläckningskoncentrationen för CO2 35 %).

Kemiska medel minskar inte syrekoncentrationen i rummet. För dem är därför den avgörande säkerhetsfaktorn för personalen den säkerhetsfaktor som diskuterats tidigare. För lokaler där personer på grund av driftsnödvändighet kan vara, även under en kort tid, bör ombud med maximal säkerhetsmarginal väljas.

källor

Vi vet alla från skolans läroplan att vatten kan finnas i tre tillstånd: gas, vätska och is. Men 1968 dök det upp vatten som kan hålla sig i torrt tillstånd - "torrt vatten". Hon fick det officiella namnet Novek 1230 och var inte efterfrågad på väldigt länge. Hittills har man inte använt torrt vatten till fullo. Men forskare bestämde sig för att studera denna fråga mer i detalj och ta reda på hur man mer rationellt kan tillämpa Novek 1230 i praktiken.

Allmän information

Men först, låt oss ta reda på hur torrt vatten skiljer sig från vanligt vatten. Låt oss börja med att den innehåller grundämnen som fluor och kol. I själva verket är torrt vatten ett pulver, inte en vätska, som har unika egenskaper. Detta ämne är absolut ofarligt för människor, men du bör naturligtvis inte använda det inuti. Processen att skapa torrt vatten är ganska enkel. Det tar inte mycket tid för honom. För att förbereda detta ämne tas vanligt vatten och blandas vid hög hastighet med kisel. Efter en och en halv minut är ämnet helt klart för användning. Experter är säkra på att Novek 1230 snart kommer att användas i stor utsträckning inom olika områden av mänsklig aktivitet.

Om egenskaper

Om du tror på de officiella egenskaperna, så består vattnet, kallat torrt, av 95% vanligt vatten. Men utåt ser det mer ut som socker, som har malts till ett pulvertillstånd. En enda mikroskopisk partikel av torrt vatten som inte är större än en mikron i storlek har en skyddande sfär av kiseldioxid. I den är syremolekyler mycket fast anslutna till kisel. Det är kiseldioxid som hindrar vattenpartiklar från att spridas och ansluta till varandra.

När det gäller den kemiska formeln som beskriver den torra analogen av vanligt vatten, ser den ut så här: CF3CF2C (O) CF (CF3) 2. Det bör noteras att det har mycket gemensamt med vanligt vatten. Så torrt vatten har ingen lukt och smak. Däremot utförs rollen som ett oxidationsmedel inte av syre, utan av fluor. Samtidigt kokar Novek 1230 vid 49 grader Celsius, men absolut frysning sker vid -180 grader Celsius. Samtidigt lämnar inte ens kokande torrt vatten brännskador på människokroppen. Den har en mycket hög densitet, och under direkt solljus sönderfaller partiklar av materia helt enkelt.

Om forskning

Som nämnts ovan lärde sig världen om torrt vatten redan 1968. Amerikanska forskare patenterade denna uppfinning och till en början användes den endast för kosmetiska ändamål. Men nu har tiden kommit då freon114 eller köldmedium förbjöds. Och företag som utvecklade automatiska brandsläckare riktade sin uppmärksamhet mot Novek 1230 eller torrt vatten. Visst lockades deras uppmärksamhet av det faktum att Novek 1230 inte bara är ofarlig för människor, utan också helt säker för miljön. Samtidigt fungerade detta vatten perfekt som "brandman". Elva år senare introducerades till världen en förbättrad version av torrt vatten, Novec 1230. Detta ämne anses vara en ren gas som kan förhindra brand och inte skadar utrustning, dokument och så vidare. Det bör noteras att i processen att släcka en brand med denna gas förblir syrenivån oförändrad. Detta bidrar till en snabb evakuering av människor från lokalerna.

Vi tillägger att Novec 1230 har en lätt lukt, och den väger dessutom nästan en och en halv gånger mer jämfört med vanligt vatten. Dessutom är detta ämne inte en ledare för elektricitet på grund av den låga dielektriska nivån.

Men de vetenskapliga sinnena stannade inte där. De gick längre och under forskningens gång fick de reda på något annat. Mer exakt fastställde de att torrt vatten har förmågan att absorbera gaser. Enkelt uttryckt absorberar dess molekyler koldioxid perfekt. Jämfört med vanligt vatten kan en torr analog absorbera tre gånger mer av denna gas. Experterna genomförde många experiment med andra typer av gaser, och de var mycket nöjda med resultatet. Därför antog de att detta ämne är ganska realistiskt att använda för att utvinna metan från havsbotten, såväl som för utvinning av andra gaser. Men deras främsta mål var att bevisa att olika farliga ämnen kan transporteras med hjälp av torrt vatten.

Jag måste säga att forskare fortfarande vill hitta ett sätt att använda torrt vatten i livsmedelsindustrin och så vidare.

När det gäller miljöfrågor är många experter övertygade om att torrt vatten är ganska kapabelt att övervinna den globala uppvärmningen. Återigen, allt på grund av att den har förmågan att absorbera olika gaser. Alla vet att växthuseffekten åtföljs av utsläpp av olika typer av kemiska föreningar i atmosfären. Och bara torrt vatten kan hantera detta negativa fenomen genom absorption. Det har dock ännu inte skapats någon teknik som gör att denna idé kan förverkligas.

Om förvaring

När det gäller lagring kan ett ämne som torrt vatten inte förvaras i öppna behållare. Snarare kan du lagra, men inte längre än fem dagar. Saken är den att när den kommer i kontakt med omgivningen så kollapsar den snabbt. Av denna anledning kan torrt vatten endast lagras i förseglade lågtryckscylindrar. Som ett resultat blir det flytande, som vilken gas som helst. Under sprutningsprocessen blir det gasformigt.