كيف يتم تحويل الطاقة في الخلية؟ تبادل الطاقة في الخلية

بالإضافة إلى الحالات الثلاثة المعروفة للمياه العادية، هناك حالة أخرى - وهي "المياه الجافة". يتكون هذا الخليط من قطرات مجهرية من الرطوبة في القشرة، والمادة الأساسية فيها هي ثاني أكسيد السيليكون. وبفضله لا تتواصل جزيئات الماء مع بعضها البعض ولا تنتشر. ظاهريا، "الماء الجاف" يشبه المسحوق.

ملامح تكوين ونوعية "الماء الجاف"

إذا قمت بتحليل نوفيك 1230 إلى جزيئات، ستلاحظ أنه لا يحتوي على الهيدروجين، مما يؤدي إلى إضعاف الروابط بين الجزيئات. يمتلك Novec 1230 نقطة تجمد أقل تبلغ -108 درجة مئوية ونقطة غليان منخفضة تبلغ 49 درجة مئوية فقط. "الماء الجاف" لا يوصل التيار ولا يذيب المواد الشائعة مثل السكر والملح. وفي الوقت نفسه، تمامًا مثل الماء العادي، ليس له رائحة ولا لون.

المجالات الرئيسية لتطبيق Novec 1230

في الوقت الحالي، يُستخدم “الماء الجاف” في إطفاء الحرائق، وهو في هذا المجال أكثر فعالية بكثير من الماء العادي بسبب خصائصه. لن يؤدي Novec 1230 إلى إتلاف المستندات والكتب والأشياء، بما في ذلك المعدات، لأنه أثناء عملية إطفاء الحريق يتحول إلى بخار، والذي يستقر بعد ذلك على الأسطح المحيطة ويتبخر تدريجيًا، الأمر الذي يستغرق بضع ثوانٍ فقط. من المستحيل "ترطيب" حتى أنحف الورق بمثل هذه المياه، ويمكن تسمية هذه الصفات بأنها لا تقدر بثمن لإطفاء الحرائق في المؤسسات المخصصة لتخزين الممتلكات التاريخية، وكذلك في تلك المؤسسات التي يتضمن عملها معدات باهظة الثمن وجهدًا عاليًا.

تتم العملية الفعلية لإطفاء الحرائق باستخدام "المياه الجافة" بشكل مختلف عن النسخة التقليدية. Novec 1230، من خلال الدخول في تفاعل احتراق، يعزز الامتصاص النشط، في حين أن الماء العادي يقلل فقط من درجة الحرارة، وأثناء عملية التبخر، يمنع تفاعل النار والأكسجين - وبالتالي، يتم إطفاء اللهب بسرعة وفعالية، في حين أن تركيز التركيبة المطلوبة لهذا الغرض لا تشكل خطرا على صحة الإنسان.

ميزة أخرى لهذه التركيبة هي عدم وجود انخفاض في تركيز الأكسجين في مكان ضيق، مما يزيد بشكل كبير من الوقت اللازم لإنقاذ الناس. على سبيل المثال، يمكن لموظفي نفس المتاحف إخلاء المبنى بأمان دون خوف من حدوث أي ضرر لأعضائهم التنفسية أو البصرية، ودون القلق بشأن الحاجة إلى إنقاذ الممتلكات ذات القيمة التاريخية من التلف.
وفي الظروف الجوية، يتحلل "الماء الجاف" خلال 3 إلى 5 أيام، بشرط التعرض للأشعة فوق البنفسجية. وفي الوقت نفسه، ليس لمنتجات التحلل تأثير سلبي على طبقة الأوزون. لا يشكل خطراً على الإنسان، لكن لا ينصح باستخدامه داخلياً.

إن إطفاء الحرائق ليس هو المجال الوحيد الذي يمكن استخدام Novec 1230 فيه، فقبل عشر سنوات، وجد العلماء أن هذه التركيبة قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال للغاية. وهذا الأخير هو أحد الغازات الدفيئة، مما يعني أنه يساهم في تدمير طبقة الأوزون. ومن خلال التجارب، كان من الممكن تحديد أنه خلال نفس الفترة الزمنية، فإن "الماء الجاف" قادر على امتصاص ثاني أكسيد الكربون أكثر بكثير من الماء، مما يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بنفس الدرجة.

آفاق الاستخدام

يمكن استخدام تقنية مماثلة لإنتاج مستحلبات مسحوقية تحتوي في نفس الوقت على عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض. بمساعدة هذه المستحلبات، من الممكن ضمان سلامة نقل السوائل التي تشكل خطرا معينا.

واليوم، يدرس الخبراء أيضًا الفرضية القائلة بأن القدرة على امتصاص الغازات يمكن أن تقدم مساعدة كبيرة في استخراج غاز الميثان المتجمد الموجود في أعماق المحيطات.
بالإضافة إلى ذلك، يحاول العلماء إيجاد الطريقة الأنسب لجعل تخزين الوقود أكثر أمانًا لمركبات الهيدروجين باستخدام Novec 1230.

المقال مرسل من: كازاتشوك

مساء الخير، عزيزي مستخدمي الهبرة! هل سمعت عن 3M؟

نحن شركة تحب التكنولوجيا والابتكار. نعتقد أننا مثلك في هذا. لقد اخترعنا أشياء تستخدمها كل يوم، ولكن ربما لا تعلم عنها! ولذلك، فإننا نفتح سلسلة صغيرة من المقالات المخصصة لمنتجات وتقنيات 3M™.

مقالتنا الأولى تتعلق بعامل الإطفاء بالغاز Novec® 1230 وتاريخه وتطبيقاته.
قصة مباشرة من موظف.

هل يمكن أن يكون الماء جافًا؟ أو ما هو مكافحة الحرائق الآمنة؟

اليوم، أصبحت كلمة "الابتكار" راسخة في حياتنا؛ وأصبحت تُستخدم كثيرًا بحيث يبدو أنها فقدت معناها الأصلي. أنا أعمل في 3M™ كجزء من فريق تكنولوجيا الإلكترونيات، وفي كل يوم أتعرف على عالم اختراعات 3M™ المذهل، والتي ربما تعرف بعضها بالفعل - ورق الصنفرة، وشريط Scotch®، وملاحظات Post-it®.
أدت رغبة Bing Crosby في تسجيل برامجه الإذاعية إلى قيام شركة 3M™ بإنشاء شريط تسجيل مغناطيسي، والذي أصبح المعيار لاستوديوهات التسجيل والبث، مما أحدث ثورة في صناعة الترفيه. خطى نيل أرمسترونج خطوته الأولى على سطح القمر في عام 1969 وهو يرتدي حذاء بنعل مصنوع من مادة Thinsulate®، وهو اختراع آخر لشركة 3M™. يمكننا أن نتحدث عن اختراعاتنا لفترة طويلة وبشكل مثير للاهتمام، ولكن اليوم أود أن أتوقف عند أحدهم.

فيديو

ربما يكون شخص ما قد سمع بالفعل عن "المياه الجافة"، وشاهد مقاطع فيديو لأشخاص يغمسون جوازات سفرهم وكتبهم في حوض مائي به ماء، أو تلفزيون يعمل، أو هاتف محمول، أو سلك تمديد موصول بمنفذ كهربائي.

تبدو مذهلة! ومع ذلك، هذه ليست حيل! "الماء الجاف" ليس سوى ابتكار شركة 3M، وهو عامل إطفاء الغاز Novec® 1230، الذي طورته شركتنا للاستخدام في أنظمة إطفاء الحرائق بالغاز، علاوة على ذلك، فهي فئة جديدة من المواد الكيميائية المستخدمة في الممارسات الدولية.

Novec® 1230 آمن تمامًا للإلكترونيات!

أود أن أخبركم عنها وعن خصائصها المذهلة. يبدو هذا الموضوع ذا أهمية خاصة اليوم، عندما يتم بناء المباني أعلى بكثير مما يمكن أن تصل إليه سلالم سيارات الإطفاء، ولا يملك الأشخاص القدرة على الإخلاء بسرعة، وتخزن الخوادم باهظة الثمن معلومات لا تقدر بثمن، وهناك كائنات مجهزة بأتمتة معقدة تتطلب العمل المستمر وجود المشغلين ومعدات العمل دون انقطاع، مثل مراكز التحكم في الطيران بالمطار. مثال بسيط - لدى مرسلي مراكز التحكم أقنعة غاز عازلة في أماكن عملهم، حيث في حالة تفعيل نظام إطفاء الحريق الآلي بالغاز المعتمد على الفريون أو ثاني أكسيد الكربون، وهو قاتل للإنسان، يجب عليهم الاستمرار في العمل لمدة 20 دقيقة قبل تحويل تشغيل مركز التحكم هذا إلى الوضع الاحتياطي.

لماذا هذا ضروري؟

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. إفساد الماء والمسحوق للمعدات والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في الغرفة؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.
في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، ومبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

كيف توصلنا إلى هذا

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لـ 3M™ - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التقنية للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، بالإضافة إلى أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec® 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل عديم اللون وشفاف ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

Novec™ 1230 يخرج من الفوهة أثناء مكافحة الحرائق

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec® 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف تعمل؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد النشط للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec® 1230؛ ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية عامل الغاز في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، حيث تكون تركيزات العمل دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

حول البيئة

الآن عن المكون البيئي لوسائل إطفاء الحرائق. خاصة في ظل ظروف التكامل الدولي والتصديق على أراضي الاتحاد الروسي على الوثائق التي اعتمدها المجتمع الدولي. ومن الأمثلة على ذلك وفاء روسيا بالتزاماتها بموجب بروتوكول مونتريال، مما أدى إلى فرض حظر على إنتاج واستيراد واستخدام العديد من عوامل إطفاء الحرائق الغازية ذات الخصائص المستنفدة للأوزون في بلادنا. التالي في الخط هو الحد من انبعاثات العوامل ذات القدرة العالية على الاحتباس الحراري، والتي تحتل نسبة كبيرة منها هاليدات إطفاء الحرائق.

وينص التصديق على بروتوكول كيوتو في روسيا (القانون الاتحادي الصادر في 4 نوفمبر 2004 N 128-FZ "بشأن التصديق على بروتوكول كيوتو لاتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ") على التخفيض التدريجي لهذه الانبعاثات.
في عام 2011، في مؤتمر الأمم المتحدة لتغير المناخ، اتخذت عدة دول مبادرة لفرض حظر على استخدام الفريون 23 ونظام رقابة صارمة على حجم الاستهلاك والخفض التدريجي لانبعاثات الفريون الرئيسي لمكافحة الحرائق (الفريون- 125، فريون 227، الخ). ومثل هذه التدابير تشكل أهمية بالغة، وإلا فمن المستحيل أن نحافظ على عملية الانحباس الحراري العالمي ضمن الحدود التي حددها العلماء باعتبارها خطرة إلى حد ما على مناخ الأرض. لم تكن نتائج هذه المبادرات طويلة في الظهور: فقد قررت دول الاتحاد الأوروبي أن تكون أول من أدخل تدابير السلامة البيئية الجديدة هذه. وتجري حاليًا الموافقة على التعديلات المقابلة لتشريعات الاتحاد الأوروبي. ويأتي المشاركون الآخرون 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 الغلاف الجوي العلوي تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، ويتم إزالة العامل من البيئة خلال 5 أيام. لا يوجد أيضًا تأثير تراكمي مميز لغازات التبريد، أي. ولا تبقى المادة في الغلاف الجوي لعقود أو حتى قرون.

وللمقارنة، فإن إطلاق منشأة إطفاء الحريق بالغاز (GFE) المعتمدة على الفريون (348 كجم من فريون 227) يعادل انبعاث 1,008,926 كجم من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، وهو ما يعادل انبعاث ثاني أكسيد الكربون السنوي من 211 سيارة ركاب. . إن إطلاق وحدة توربينات الغاز القائمة على الفلوروكيتون (401 كجم Novec® 1230) يعادل انبعاث 401 كجم من ثاني أكسيد الكربون (0.07 سيارة سنويًا). ويمكن أيضًا مقارنتها بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حياة بقرة واحدة لمدة شهر واحد.

ولهذا السبب تم إدراج الفلوروكيتون FK-5-1-12 (Novec® 1230) بسرعة كبيرة في جميع المعايير الدولية والإقليمية لإطفاء حرائق الغاز، مما يوفر منافسة جدية للطبقة القديمة من العوامل - الفريون، والتي تراكمت عليها العديد من الأسئلة، سواء من علماء البيئة ومن المتخصصين في الحماية من الحرائق.

أين يمكنني أن ألتقي

عند الحديث عن قائمة الأشياء التي يمكن حمايتها من الحرائق بواسطة هذه المنشآت، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه وفقًا للشهادات الروسية والدولية، يمكن للمنشآت التي تحتوي على مواد كيميائية للحماية من الحرائق Novec® 1230 إطفاء حرائق المواد الصلبة القابلة للاحتراق، بما في ذلك المحفوظات الورقية دون الوصول إلى رجال الإطفاء والسوائل القابلة للاشتعال والمعدات الحية. وبالتالي، يتم تغطية جميع مهام حماية أصول المؤسسة ذات القيمة الخاصة تقريبًا.

تركيب Novec® 1230

يتم حاليًا النظر في مسألة اعتماد وكيل لإطفاء حرائق الفئة C (أي الغازات القابلة للاشتعال) - وهو الخيار الأخير الممكن. في هذه الحالة، لا يلزم إنشاء شروط خاصة للمعدات - يمكن تشغيل المنشآت في درجات حرارة تتراوح من -20 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية. هذه هي متطلبات ظروف موقع الأسطوانات نفسها. في الغرفة التي يتم فيها الإطلاق، قد تختلف درجة الحرارة بشكل كبير عن القيم المحددة، سواء للأسفل أو للأعلى. هناك أمثلة على استخدام الأنظمة في مواقع ذات مناخات قاسية، وفي هذه الحالة يتم تركيب وحدات النظام في حجرة معزولة حرارياً.
لتلخيص ما سبق، يمكننا القول أن الاختيار النهائي لعامل إطفاء الحرائق يعتمد على معايير مهمة لكل واحد منا: الكفاءة والتكلفة، والامتثال للمعايير التنظيمية والفنية، والسلامة للإنسان والبيئة. كانت هذه هي المعايير التي استرشد بها علماء 3M عند إنشاء Novec®1230 فلوروكيتون.

حلم كل مبرمج :)

نأمل أن تكون قصتنا مثيرة للاهتمام وغنية بالمعلومات. أردنا أن نقدم لك أحد المنتجات الرئيسية للشركة في السوق الروسية.
يمكنك معرفة المزيد من المعلومات التفصيلية على موقعنا.

• شاركنا برأيك، هل نجح مقالنا التجريبي؟
• هل أنت مهتم بمعرفة المزيد عن شركة 3M ومنتجاتها الأخرى؟

سنكون سعداء للإجابة على أي أسئلة قد تكون لديكم، ونود أيضًا أن نسمع تعليقاتكم/اقتراحاتكم للمنشورات المستقبلية!

ومن المعروف أن الماء يمكن أن يتواجد في الحالات السائلة والصلبة والغازية. هل تعلم أن الماء يمكن أن يكون جافًا أيضًا، بغض النظر عن مدى التناقض الذي قد يبدو عليه الأمر؟

يتكون "الماء الجاف" من 95% من الماء ويتكون من قطرات صغيرة من الماء، كل منها محاطة بقشرة من ثاني أكسيد السيليكون، مما يمنع جزيئات الماء من الانتشار والتجمع. في المظهر، "الماء الجاف" يشبه المسحوق. إذا نظرنا إلى الصيغة الكيميائية للماء الجاف (CF3CF2C(O)CF(CF3)2)، فسنرى أنه، على عكس الماء العادي، يفتقر إلى الهيدروجين، وبالتالي إلى الروابط الهيدروجينية، مما يعني أن التفاعل بين جزيئات هذا الماء أضعف بكثير. الاختلافات الأخرى بين "الماء الجاف" هي نقطة تجمده -108 درجة مئوية، ونقطة غليانه 49 درجة مئوية، وعدم قدرته على توصيل التيار. لا يمكنك تحضير الشاي أو القهوة في مثل هذا الماء، فالسكر والملح لا يذوبان فيه. ومن أوجه التشابه مع الماء العادي غياب اللون والرائحة.

تم اختراع "الماء الجاف" في عام 1968، ولكن في ذلك الوقت لم يجد التطبيق العملي وتم نسيانه لسنوات عديدة.

ولم يتذكروها إلا في عام 2004، عندما قامت شركة ZM بتحسين "المياه الجافة" عن طريق إزالة مادة التبريد الضارة بالبيئة منها، وتسجيلها تحت العلامة التجارية Novec 1230، ومنذ ذلك الحين، بدأ استخدام "المياه الجافة" في إطفاء الحرائق، و اكتسبت شعبية بسرعة، لأنها أظهرت مزاياها على المياه العادية. لذلك، حتى لو تم إطفاء الحريق بسرعة بالماء العادي، فإن المستندات والكتب والمعدات والأثاث وغيرها من الأشياء التي نجت من الحريق يمكن أن تتضرر بشكل ميؤوس منه بسبب هذه المياه بالذات. وهذا لن يحدث مع "الماء الجاف"، لأنه عند إطفاء الحريق يتحول إلى بخار يستقر على الأشياء ويختفي بعد ثواني دون أن يسبب أي ضرر لها. حتى أن مقدمي أحد البرامج أجروا تجربة بصرية، حيث قاموا بغمس هاتف محمول وورقة من الورق في وعاء به "ماء جاف"، لكن الهاتف استمر في العمل بشكل صحيح، ولم تتبلل الورقة حتى. كانت خصائص "المياه الجافة" هذه موضع تقدير في المقام الأول من قبل موظفي المتاحف والمكتبات، وكذلك أصحاب الشركات التي يوجد بها عدد كبير من المعدات ذات الجهد العالي.

حتى أن "الماء الجاف" يطفئ النار بشكل مختلف، ويتداخل مع تفاعل الاحتراق ويمتص الحرارة، في حين أن الماء العادي يخفض درجة الحرارة عند مصدر الحريق، ومن خلال التبخر يمنع وصول الأكسجين إلى اللهب. بالإضافة إلى ذلك، يتحول Novec 1230 سريعًا إلى حالة غازية حتى في درجات الحرارة المنخفضة عندما يكون الحريق قد بدأ للتو.

بالإضافة إلى ذلك، هناك ميزة أخرى لـ "الماء الجاف" عند إطفاء الحريق، وهي أن استخدامه لا يقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة، وبالتالي يزيد وقت إخلاء الناس.

بمجرد وجود Novec 1230 في الغلاف الجوي، يتفكك تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية خلال 3-5 أيام، دون التسبب في ضرر لطبقة الأوزون الأرضية. "المياه الجافة" آمنة أيضًا للبشر، لكنها لا تزال لا تستحق الشرب.

ومع ذلك، يمكن استخدام "الماء الجاف" ليس فقط في إطفاء الحرائق. وفي عام 2006، ومن خلال دراسة خصائص هذه المادة، اكتشف متخصصون من جامعة ليفربول أن "الماء الجاف" يمكن أن يقدم خدمة جليلة لكوكبنا. والحقيقة هي أنها قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال، وهو غاز دفيئة يساهم في تدمير طبقة الأوزون، ونتيجة لذلك، الاحتباس الحراري. وقد أظهرت التجارب أنه خلال نفس الفترة الزمنية، يمتص "الماء الجاف" ثاني أكسيد الكربون أكثر بثلاث مرات من الماء العادي. كل هذا يجعل من الممكن تقليل تركيز غازات الدفيئة في الغلاف الجوي بشكل كبير.

وهناك اقتراحات بأنه نظرا لقدرته على امتصاص الغازات، يمكن أن يساعد "الماء الجاف" أيضا في استخراج غاز الميثان المتجمد الموجود في قاع المحيطات، فضلا عن الغازات الأخرى التي يصعب الوصول إليها.

ويجري البحث أيضًا عن طريقة يمكنها تأمين تخزين الوقود للمركبات التي تعمل بالهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك، قال أحد المتخصصين في جامعة ليفربول، الدكتور بن كارتر، في الاجتماع الوطني الـ 240 للجمعية الكيميائية الأمريكية في بوسطن، إن "الماء الجاف"، من بين أمور أخرى، هو عامل محفز يسرع التفاعل بين الهيدروجين وحمض الماليك، مما يؤدي إلى تكوين حمض السكسينيك، الذي يستخدم على نطاق واسع في إنتاج السلع الاستهلاكية. وهذا يلغي الحاجة إلى تحريك الهيدروجين وحمض السكسينيك، مما يجعل العملية أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام هذه التقنية لتكوين مستحلبات مسحوقية “جافة” تتكون من عدة سوائل لا تختلط مع بعضها البعض، على سبيل المثال الماء والزيت. ستساعد هذه المستحلبات في جعل تخزين ونقل السوائل الخطرة أكثر أمانًا.

مرجع:
الفلوروكيتونات عبارة عن مواد عضوية اصطناعية يتم فيها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بشبكة الكربون. مثل هذه الخصائص تجعل المادة خاملة في التفاعل مع الجزيئات الأخرى ومثبطة للتفاعلات الحرارية. أظهرت العديد من الدراسات والاختبارات المعملية أن الفلوروكيتونات هي عوامل فعالة في إطفاء الحرائق ولها خصائص بيئية وسمية إيجابية. وهو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة خفيفة، وهو أثقل من الماء بـ 1.6 مرة. وهو عازل فعال مع ثابت كهربائي يبلغ 2.3، وبالتالي فإن الأجهزة الإلكترونية حتى المغمورة في "الماء الجاف" تستمر في العمل. منذ نقطة غليان هذه المادة عند ضغط 1 ATM. تبلغ درجة حرارته 49.2 درجة مئوية، ويتبخر على الفور، دون ترك أي بقايا على جدران الجهاز.

إليك ما يقوله ZM:

ومن المعلوم أن العواقب المترتبة على إطفاء الحريق غالبا ما تكون خطيرة مثل تأثير النار نفسها. إفساد الماء والمسحوق للمعدات والتوثيق والأعمال الفنية وكل ما هو ثمين في الغرفة؛ الغازات - inergen، الفريون، ثاني أكسيد الكربون لا تؤثر كثيرا على الأصول المادية، ولكنها مميتة للأشخاص في المباني المحمية، وبالتالي تتطلب إجلاءهم على الفور.

في البحث عن مجموعة من معايير كفاءة وسلامة عوامل إطفاء الحرائق، تغيرت عدة أجيال منها خلال العقود الماضية، من ثاني أكسيد الكربون والغازات الخاملة إلى الفريون. ومع ذلك، بالنسبة للجزء الأكبر لديهم قيود خطيرة على استخدامها. كما ذكرت سابقًا، تعتبر أنظمة ثاني أكسيد الكربون قاتلة للإنسان، ومبردات الجيل الأول محظورة في جميع أنحاء العالم بسبب تأثيرها السلبي الهائل على الغلاف الجوي. وهذا عامل مهم، لأن الانحباس الحراري العالمي يحدث بوتيرة قياسية. على سبيل المثال، فإن النهر الجليدي الموجود على جبل كليمنجارو، والذي كان من المفترض وفقًا للعلماء أن يذوب بحلول عام 2015، قد ذاب بالفعل في عام 2005

من خلال فهم أوجه القصور في عوامل إطفاء الحرائق الغازية الموجودة، لم تقم مجموعة من علماء 3M بتعديل مواد التبريد، ولكن وجهوا جهودهم في اتجاه جديد تمامًا. تقرر استخدام إحدى منصات التكنولوجيا الأساسية لشركة 3M - كيمياء المركبات العضوية المشبعة بالفلور. بالمناسبة، تتيح هذه التقنية للشركة تحقيق النجاح في مجال التنظيف الدقيق للأجزاء المختلفة، وتطبيق الطلاءات الواقية على الزجاج والمعادن والبلاستيك، بالإضافة إلى أجهزة التبريد الإلكترونية.
توجت فترة العمل البحثي التي استمرت 10 سنوات بنجاح حقيقي - حيث تم إنشاء فئة جديدة من عوامل إطفاء الحرائق الغازية - الكيتونات المفلورة - وإدخالها في الممارسة الدولية. فاجأت العديد من الاختبارات التي أجرتها المنظمات العالمية الرائدة المتخصصة في مجال السلامة من الحرائق الخبراء: فقد تبين أن الفلوروكيتونات ليست فقط عوامل إطفاء حرائق ممتازة (بكفاءة مشابهة للفريون)، ولكنها أظهرت في الوقت نفسه ملفًا بيئيًا وسميًا إيجابيًا للغاية.

قليلا من الكيمياء المملة

لذلك، الفلوروكيتونات. هذه هي مواد عضوية اصطناعية يتم في جزيئها استبدال جميع ذرات الهيدروجين بذرات الفلور المرتبطة بقوة بالهيكل الكربوني. مثل هذه التغييرات تجعل المادة خاملة من وجهة نظر التفاعل مع الجزيئات الأخرى. لماذا الماء "الجاف"؟
Novec 1230 (FK-5-1-12) (الفلوروكيتون C-6) هو سائل شفاف عديم اللون ذو رائحة طفيفة، وهو أثقل 1.6 مرة من الماء، والأهم من ذلك، أنه لا يوصل الكهرباء. ثابت العزل الكهربائي هو 2.3 (يتم أخذ النيتروجين المجفف كوحدة كمعيار).

يتم تفسير الخصائص المبتكرة لعامل إطفاء الحرائق هذا من خلال بنية جزيئه المكون من ستة ذرات كربون، والذي يتمتع بروابط ضعيفة. إنها تسمح لـ Novec 1230 بالانتقال بسرعة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وامتصاص الطاقة الحرارية للنار بشكل فعال. يتم إخماد الحرائق من خلال تأثير التبريد (70%). ويحدث أيضًا تفاعل تثبيط اللهب الكيميائي (30%). وفي الوقت نفسه، لا ينخفض ​​​​تركيز الأكسجين في الغرفة (وهو أمر مهم لزيادة وقت إخلاء الأشخاص من الغرفة). تتبخر المادة على الفور دون الدخول في تفاعلات كيميائية، مما يتجنب التسبب في تلف المواد والمعدات باهظة الثمن، كما أن خصائصها العازلة تمنع حدوث دوائر قصيرة.

كيف تعمل؟

خاصية أخرى مهمة للفلوروكيتونات هي ذوبانها المنخفض للغاية في الماء، مما لا يسمح للمادة بالمرور عبر أغشية الخلايا إلى الجسم، أي. وتضمن سميتها المنخفضة وقدرتها الحرارية العالية للأبخرة، مما يؤدي إلى التبريد النشط للشعلة وإطفائها. وهذا يعني أن الأشخاص الموجودين في الغرفة عند تنشيط النظام ليسوا في خطر. تم تجهيز مراكز التحكم في الطيران في مطاري فنوكوفو وكولتسوفو بنظام إطفاء حرائق يعتمد على Novec 1230، ويمكن للمرسلين القيام بعملهم عند تشغيل النظام دون تعريض حياتهم للخطر.

كيف يؤثر هذا على الشخص؟

سأتناول بشكل منفصل مؤشرًا مثل درجة أمان عامل إطفاء الحرائق للأشخاص. يتم تحديده من خلال الفرق بين تركيز العمل والحد الأقصى للتركيز المسموح به. في الممارسة العالمية، يتم استخدام معلمة تسمى NOAEL (مستوى التأثير الضار غير الملحوظ - التركيز الذي لا يسبب آثارًا ضارة). إنه يحدد الحد الأدنى لتركيز المواد المسببة للحساسية القلبية والتأثيرات السامة للقلب على الجسم. في بعض الأحيان يسمى هذا الاختلاف بهامش الأمان، والذي يعوض عن عدم الدقة في حساب كمية عامل الغاز في النظام، والتوزيع غير المتكافئ في جميع أنحاء حجم الغرفة، واستخدام عوامل متزايدة للتركيز المحسوب وعوامل أخرى. تشير القيمة السلبية لهذه المعلمة إلى خطورة العامل في تركيز العمل بعد تنشيط النظام.

وهكذا فإن الأنظمة التي تستخدم الغازات “الخاملة” (التي لا تدعم الاحتراق) تستخدم مبدأ إطفاء الحريق عن طريق تخفيف الأكسجين في الهواء إلى قيم أقل بكثير من مستواه في الهواء العادي (12-13% مقابل 21% في الهواء العادي) ). ويؤدي ذلك إلى خطر الاختناق للأشخاص الموجودين في الغرفة، على الرغم من أن مثل هذه الغازات ليس لها تأثير سام. بشكل منفصل، ينبغي أن يقال عن ثاني أكسيد الكربون، حيث تكون تركيزات العمل دائما قاتلة للبشر. ويرجع ذلك إلى تأثيره الفسيولوجي على الجسم بتركيزات أعلى من 5% (للمقارنة، التركيز القياسي لإطفاء الحرائق لثاني أكسيد الكربون هو 35%).

العوامل الكيميائية لا تقلل من تركيز الأكسجين في الغرفة. لذلك، بالنسبة لهم، فإن عامل الأمان الحاسم للموظفين هو عامل الأمان الذي تمت مناقشته سابقًا. بالنسبة للمباني التي قد يتواجد فيها أشخاص، لأسباب تشغيلية، حتى لفترة قصيرة، يجب اختيار وكلاء يتمتعون بأقصى هامش أمان.

من بين جميع الطرق الحالية لمكافحة الحرائق، يبرز نظام رشاشات الحريق. تكمن خصوصيتها في بساطة تصميمها وغياب الأتمتة المعقدة.

يعتمد عملها على الفتح التلقائي للمياه. يتفاعل النظام مع زيادة درجة حرارة الغرفة. وعندما تصل إلى القيم الحرجة، يتم توفير المياه من الرشاش.

قليلا من التاريخ

تم تطوير أنظمة الرش الأولى في أوائل القرن التاسع عشر. خلال هذه الفترة الطويلة من الزمن، تغيرت، لكن مبدأ التشغيل ظل كما هو. إنهم مدينون بقدرتهم على البقاء إلى بساطة تصميمهم. أنها لا تحتوي على أشباه الموصلات المعقدة أو العناصر الرقمية.

تحدد البساطة أيضًا موثوقية الأجهزة. وأثرت التغييرات الرئيسية على المواد المستخدمة في إنتاج الأنظمة وزيادة طاقتها وتركيب العناصر الحديثة. فقط المبدأ الأساسي لتشغيل نظام رشاشات الحريق يبقى دون تغيير.

من الناحية الهيكلية، يبدو النظام وكأنه خط أنابيب متفرع به ماء تحت الضغط. يتم إغلاق منافذ سائل العمل بإحكام بأغطية يمكن تدميرها تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة. يمكن وصف التشغيل المبسط للنظام على النحو التالي. إذا حدث حريق في الغرفة، ترتفع درجة الحرارة وتذوب مادة الشفاط. رشاشات المياه من نظام الأنابيب. لم تؤثر تغييرات التصميم على مبدأ التشغيل، بل على تحسينه. تستخدم الأنظمة الحديثة الرشاش. في الواقع، هذا هو الرش، الذي يتم من خلاله رش سائل الإطفاء تحت الضغط.

مزايا:

• يمكن استخدامها في المباني السكنية والمكاتب والإدارية والصناعية.
• الاستجابة السريعة للنيران.

يعمل بشكل جيد مع أجهزة كشف الدخان. هذا الأخير يزيد من كفاءة النظام بسبب الإخطار في الوقت المناسب عن زيادة مستويات الدخان. إن استخدامها بدون أجهزة إطفاء الحرائق ليس له ما يبرره؛ ففعاليتها ليست عالية دائمًا.

يتم تفسير الانخفاض في الكفاءة بالعوامل التالية:

• قد لا يتم سماع إشارة الإنذار ببساطة.
• ليس لدى الناس دائمًا الوقت الكافي للإخلاء من مبنى محترق.

يتيح لك تركيب نظام رشاشات الحريق مع كاشفات الدخان زيادة كفاءة كلا العنصرين بشكل كبير. تطلق أجهزة الاستشعار إنذارًا، ويقوم نظام إطفاء الحريق بالاستجابة فورًا للحريق عن طريق رش الماء.

كما يوفر استخدام ماء الصنبور كسائل إطفاء مزايا إضافية:

• تكلفة منخفضة.
• لا يوجد نقص في المياه.
• صديقة للبيئة وغير سامة.
• السلامة للبشر.
• قدرة إطفاء جيدة.

مخططات النظم الحديثة

تم تطوير مخططات أنظمة رشاشات الحريق بناءً على استخدام المواد الحديثة. تستخدم الأنابيب البلاستيكية لتركيب خطوط الأنابيب. وهذا خيار مجد اقتصاديا. تكلفة تركيب خط أنابيب بلاستيكي أقل بعدة مرات من تكلفة الهياكل المعدنية.

إن تركيب الأنابيب البلاستيكية يجعل من الممكن نسيان أي مشاكل لسنوات عديدة. لا يوجد أي ترسبات كلسية على أسطحها الداخلية. سيحافظ خلوص الأنابيب على قيمه الأصلية لفترة طويلة. الأنابيب البلاستيكية خفيفة الوزن ولا تزيد من الحمل على هياكل البناء. فهي سهلة جدا لتثبيت.

العيب الرئيسي لإطفاء حرائق المياه هو التأثير السلبي على العديد من المواد، على سبيل المثال، الخشب والورق. وهذا يتطلب تطوير أنظمة لا يزيد استخدامها من الضرر. نظرًا لتدمير الغطاء تحت تأثير درجة الحرارة، فإن استخدام المواد الحديثة يضمن التشغيل التدريجي للرشاشات. العناصر الموجودة في أقرب مكان ممكن من مصدر النار تبدأ دائمًا العمل أولاً.

يتم توصيل خط أنابيب نظام إطفاء الحرائق بشبكة إمدادات المياه. للحفاظ على الضغط المطلوب، يتم تثبيت صمامات الفحص. والنتيجة هي نظام مستقل تمامًا وغير متقلب وجاهز للبدء في أي وقت. يؤدي تفعيل إحدى الرشاشات إلى انخفاض حاد في الضغط. بعد ذلك، يتم تشغيل أجهزة استشعار الضغط، لبدء تشغيل معدات الضخ التي توفر إمدادات المياه الاحتياطية اللازمة.

يمكن لإطفاء الحرائق باستخدام رشاشات المياه أن تحمي الغرفة بشكل فعال داخل دائرة نصف قطرها 12 مترًا. إذا فشلت أداة الرش في التحكم في مصدر الحريق، تستمر درجة حرارة الهواء في الارتفاع. يتم تشغيل الرشاشات المجاورة.

قيود

مرشات الحريق الأوتوماتيكية لها بعض القيود على استخدامها. أولاً، ترتبط بإمكانية استخدام الماء في إطفاء الحرائق بمختلف فئاتها. على سبيل المثال، بالنسبة للمنشآت الخادمة والصناعية، فإن اختيار مثل هذا النظام غير مبرر، حيث لا يمكن استخدام المياه لإطفاء المعدات الكهربائية.

تشمل العيوب الأخرى ما يلي:

• القصور الذاتي للنظام. الماء في خط الأنابيب يبرد الغطاء. يبدأ تدميره وتشغيل النظام بتأخير بسيط.
• الاعتماد على موثوقية نظام إمدادات المياه.
• يعتمد تشغيل نظام الرش على درجة الحرارة المحيطة، والتي يمكن أن تزيد ليس فقط نتيجة الحريق.
• ترطيب الأسطح المحيطة بالماء. يمكن اعتبار هذه المعلمة ميزة ونقطة سلبية في تشغيل النظام. من ناحية، الماء يضر بالأشياء. ومن ناحية أخرى، فإن ترطيب الأسطح يمنع انتشار الحريق.

الأنظمة الجافة

أنظمة الرش الكلاسيكية لها قيود على استخدامها. أنها تتطلب الماء للعمل. إذا لم يكن هناك إمدادات ثابتة وغير متقطعة من المياه، فإن النظام سيكون عديم الفائدة. ولا ينبغي استخدام الرشاشات في درجات حرارة منخفضة أيضًا. يتجمد الماء عند درجات حرارة تحت الصفر ويمكن أن يؤدي إلى التدمير الكامل للنظام وتمزق الأنابيب. ليس من الممكن دائمًا حل المشكلة باستخدام إضافات يمكنها خفض درجة التجمد. إنها تشكل طبقة على السطح الداخلي للأنابيب، مما يؤدي إلى تضييق تجويفها. مع مرور الوقت، يمكن أن تصبح الأنابيب مسدودة إلى حد أن النظام يفقد وظائفه بالكامل.

لقد سمح تطوير الأنظمة الجافة بحل المشكلة. عندما يكون النظام في وضع الاستعداد، يتم ملؤه بالهواء المضغوط. عندما يتم تنشيط الرشاش، يهرب الهواء، مما يخلق فراغًا. تحت تأثيره، يتم توفير المياه إلى صمامات نظام المياه والأنابيب. لتسريع العمل، يتم تركيب أجهزة إضافية توفر انخفاضًا شبه فوري في الضغط وملء الأنابيب بسرعة بالماء.

يتم تشغيلها على النحو التالي: عند تشغيل أحد الرشاشات، يتم فتح الصمامات الأخرى تلقائيًا. ونتيجة لذلك، ينخفض ​​الضغط في النظام على الفور ويتدفق الماء بشكل أسرع.

تركيب الأنظمة الجافة ممكن فقط باستخدام الأنابيب البلاستيكية. يتم تدمير الهياكل المعدنية عند تعرضها للأكسجين.

على الرغم من بساطتها الواضحة، إلا أن الرشاشات تعمل بشكل مستمر وفي وضع الاستعداد. ونتيجة لذلك، يجب أن تتم عملية تركيب وصيانة النظام من قبل شركة متخصصة مرخصة للقيام بهذه الأعمال.

أنظمة الطوفان هي نوع من أنظمة إطفاء الحرائق بالمياه. في بعض الأحيان يتم اعتبارها هياكل مستقلة، وتسمى أحيانًا نوعًا من الرشاشات. التشابه الرئيسي بينهما هو في مخطط تركيب خط الأنابيب الذي تقع فيه المياه. تختلف أنظمة إطفاء الحرائق بالطوفان والرشاشات في طريقة عملها. يتم إعطاء إشارة بدء العمل في إطفاء الحريق من لوحة التحكم المركزية أو الكاشف. مكنت طريقة الإثارة هذه من التخلص من العيب الرئيسي لأنظمة المياه - القصور الذاتي.

يمكن تركيب هذا النوع على أي كائن. نوعها والغرض منها لا يهم. في المنشآت غير المدفأة، يتم تركيب أنظمة الطوفان بخطوط أنابيب جافة مملوءة بالهواء.

لا يمكنك تركيب أنظمة إطفاء الحرائق الجافة في المنشآت التي يوجد فيها خطر الانفجار والحرائق الشديدة مع ارتفاع معدل انتشار الحرائق.

الأمثلة والأسعار

تعد أنظمة الرش والغمر من أكثر معدات إخماد الحرائق بأسعار معقولة في السوق. من المستحيل تحديد سعر محدد للجهاز.

يتكون من مكونات مختلفة:

• مساحة الغرفة.
• العدد المطلوب من الرشاشات ذات الأقفال الحرارية.
• أنابيب.
• صمامات الإغلاق (صمامات الفحص).
• معدات المضخة.
• تخزين المياه الاحتياطية.

لا تزال معلمة التسعير الرئيسية هي مساحة المبنى. كمية المواد والمكونات تعتمد على ذلك. يمكن أيضًا أن تختلف أسعار خدمات الشركات التي تقوم بتصميم وتركيب أنظمة مكافحة الحرائق بشكل كبير.

في المتوسط، لغرفة صغيرة تصل إلى 500 متر مربع. متر، وسيكلف تطوير المشروع وتركيب جميع العناصر 65000 روبل.

نظام إطفاء الحريق الأوتوماتيكي