یک کپسول آتش نشانی CO2 نوع واگن برقی چگونه کار می کند و مکانیسم تخلیه CO2 چیست؟

در یک کپسول آتش نشانی CO2 از نوع واگن برقی ، CO2 (دی اکسید کربن) در یک سیلندر فشار بالا به شکل مایع ذخیره می شود. این CO2 تحت فشار تقریباً در 50 تا 60 بار (725 تا 870 psi) ذخیره می شود تا اطمینان حاصل شود که مقدار کافی از CO2 را می توان در سیلندر در حالت مایع بسته بندی کرد. ذخیره سازی CO2 به شکل مایع، مقدار گازی را که می توان در یک سیلندر کوچکتر و قابل کنترل تر نگهداری کرد، افزایش می دهد. سیلندر از فولاد بادوام یا مواد مشابه برای مقاومت در برابر فشار داخلی ساخته شده است و به گونه ای طراحی شده است که گاز تا زمان تخلیه به صورت مایع باقی بماند. CO2 در این شرایط فشار بالا به دلیل ویژگی های دما و فشار بحرانی گاز به شکل مایع باقی می ماند.

عملیات کپسول آتش نشانی CO2 از نوع واگن برقی زمانی آغاز می شود که مکانیسم رهاسازی فعال شود. این معمولاً شامل کشیدن یک دسته یا فشار دادن یک اهرم تخلیه است که به نوبه خود دریچه واقع در بالای سیلندر را باز می کند. این شیر برای تنظیم جریان گاز CO2 از سیلندر طراحی شده است. هنگامی که اپراتور دسته یا اهرم را درگیر می کند، دریچه باز می شود و اجازه می دهد تا CO2 تحت فشار از سیلندر خارج شود. این توسط یک سنجاق ایمنی یا مکانیزم قفل کنترل می شود که از تخلیه تصادفی جلوگیری می کند و اطمینان می دهد که خاموش کننده استفاده نمی شود مگر اینکه عمداً فعال شود. دریچه، شیلنگ یا نازل طوری طراحی شده است که CO2 را به شیوه ای کنترل شده هدایت می کند و به کاربر این امکان را می دهد که گاز را به طور دقیق در منبع آتش تخلیه کند.

هنگامی که CO2 از سیلندر آزاد می شود، CO2 مایع به سرعت دچار تغییر فاز از مایع به گاز می شود. این تغییر به دلیل افت شدید فشار زمانی رخ می دهد که CO2 از محیط پرفشار سیلندر به فشار پایین تر جو اطراف خارج می شود. این انتقال فاز باعث می شود که CO2 مایع به سرعت به گاز تبدیل شود، فرآیندی که به عنوان تبخیر شناخته می شود. همانطور که CO2 به گاز تبدیل می شود، حدود 450 برابر حجم مایع خود منبسط می شود. این انبساط چیزی است که خاموش کننده را قادر می سازد تا حجم زیادی از CO2 را آزاد کند، منطقه وسیعی را پوشش می دهد و به طور موثر غلظت اکسیژن را در مجاورت آتش کاهش می دهد. انتقال سریع از مایع به گاز همچنین باعث می شود که CO2 به شدت سرد شود، با خروج گاز از نازل در دمای بسیار پایین (حدود -78.5 درجه سانتیگراد / -109.3 درجه فارنهایت). این اثر خنک کننده با خفه کردن شعله ها و کاهش دمای اطراف به سرکوب آتش کمک می کند.

همانطور که CO2 از حالت مایع خود به گاز منبسط می شود، به دلیل اثر ژول تامسون، گرما را از محیط جذب می کند که منجر به سرد شدن گاز بسیار می شود. این اثر خنک‌کننده برای مهار آتش بسیار مهم است، زیرا دمای اطراف آتش را کاهش می‌دهد، که بیشتر به مهار فرآیند احتراق کمک می‌کند. سرمای شدید همچنین می تواند به یخ زدن آتش یا سطوح داغ کمک کند و مانعی برای احتراق بیشتر ایجاد کند. خنک شدن مواد اطراف و خود آتش، احتمال احتراق مجدد را کاهش می دهد، به ویژه در شرایطی که آتش توسط مایعات قابل اشتعال یا مواد شیمیایی فرار ایجاد می شود. علاوه بر خاموش کردن آتش با جابجایی اکسیژن، اثر خنک کننده به تثبیت محیط و جلوگیری از گسترش آتش کمک می کند.

روش اصلی که توسط آن CO2 آتش را خاموش می کند، جابجایی اکسیژن از محیط آتش است. آتش‌ها برای ادامه سوختن به سه عنصر کلیدی نیاز دارند - سوخت، گرما و اکسیژن - که در مجموع به عنوان "مثلث آتش" شناخته می‌شوند. با کاهش غلظت اکسیژن در اطراف آتش، CO2 به طور مستقیم واکنش شیمیایی که آتش را حفظ می کند، مختل می کند. CO2 یک گاز سنگین تر از هوا است، به این معنی که تمایل دارد در نزدیکی پایه آتش قرار گیرد، جایی که می تواند به طور موثر تامین اکسیژن را قطع کند. این فرآیند خفگی سریع و کارآمد است، زیرا CO2 با کاهش سطح اکسیژن به کمتر از آنچه برای احتراق لازم است، معمولاً زیر 15٪ کار می کند. پس از کاهش سطح اکسیژن، آتش خاموش می شود. CO2 به ویژه در سرکوب آتش‌سوزی‌های مربوط به تجهیزات الکتریکی یا مایعات قابل اشتعال مؤثر است، زیرا هیچ عنصر رسانایی (مانند آب) را وارد نمی‌کند که باعث اتصال کوتاه یا گسترش آتش شود.