Cum funcționează un stingător cu CO₂ de tip cărucior și care este mecanismul de evacuare a CO₂?

Într-o extinctor cu CO₂ tip cărucior , CO₂ (dioxidul de carbon) este stocat într-un cilindru de înaltă presiune sub formă lichidă. Acest CO2 presurizat este stocat la aproximativ 50 până la 60 bar (725 până la 870 psi) pentru a se asigura că o cantitate suficientă de CO2 poate fi ambalată în cilindru în stare lichidă. Stocarea CO₂ sub formă lichidă crește cantitatea de gaz care poate fi conținută într-un cilindru mai mic și mai ușor de gestionat. Cilindrul este realizat din oțel durabil sau materiale similare pentru a rezista la presiunea internă și este proiectat pentru a se asigura că gazul rămâne în formă lichidă până când este descărcat. CO₂ rămâne sub formă lichidă în aceste condiții de înaltă presiune datorită caracteristicilor critice de temperatură și presiune ale gazului.

Funcționarea extinctorului cu CO₂ de tip cărucior începe atunci când este activat mecanismul de eliberare. Aceasta implică de obicei tragerea unui mâner sau apăsarea unei pârghii de descărcare, care la rândul său deschide supapa situată în partea de sus a cilindrului. Supapa este proiectată pentru a regla fluxul de gaz CO₂ din cilindru. Când operatorul cuplează mânerul sau pârghia, supapa se deschide și permite CO₂ sub presiune să iasă din cilindru. Acesta este controlat de un ac de siguranță sau un mecanism de blocare care previne descărcarea accidentală, asigurându-se că stingătorul nu este utilizat decât dacă este activat intenționat. Supapa, furtunul sau duza sunt proiectate pentru a direcționa CO₂ într-o manieră controlată, permițând utilizatorului să vizeze și să descarce gazul cu precizie la sursa de incendiu.

Odată ce CO₂ este eliberat din cilindru, CO₂ lichid suferă rapid o schimbare de fază de la lichid la gaz. Această schimbare are loc datorită scăderii drastice de presiune atunci când CO₂ iese din mediul de înaltă presiune al cilindrului în presiunea inferioară a atmosferei înconjurătoare. Această tranziție de fază face ca CO₂ lichid să se extindă rapid într-un gaz, proces cunoscut sub numele de vaporizare. Pe măsură ce CO₂ se transformă într-un gaz, acesta se extinde cu un factor de aproximativ 450 de ori volumul său lichid. Această expansiune este cea care permite extinctorului să elibereze un volum mare de CO₂, acoperind o zonă largă și reducând eficient concentrația de oxigen din vecinătatea incendiului. De asemenea, trecerea rapidă de la lichid la gaz face ca CO₂ să se răcească drastic, gazul ieșind din duză la o temperatură extrem de scăzută (în jur de -78,5°C / -109,3°F). Acest efect de răcire contribuie la stingerea incendiului atât prin sufocarea flăcărilor, cât și prin reducerea temperaturilor din jur.

Pe măsură ce CO₂ se extinde de la starea sa lichidă la starea gazoasă, absoarbe căldură din mediu datorită efectului Joule-Thomson, care are ca rezultat faptul că gazul este foarte rece. Acest efect de răcire este crucial pentru stingerea incendiului, deoarece scade temperatura din jurul focului, ceea ce ajută și mai mult la inhibarea procesului de ardere. Frigul extrem poate ajuta, de asemenea, la înghețarea focului sau a suprafețelor fierbinți, creând o barieră pentru arderea ulterioară. Răcirea materialelor din jur și focul în sine reduce și mai mult șansa de reaprindere, mai ales în situațiile în care focul este alimentat de lichide inflamabile sau substanțe chimice volatile. Pe lângă sufocarea focului prin deplasarea oxigenului, efectul de răcire ajută la stabilizarea mediului și la prevenirea răspândirii focului.

Metoda principală prin care CO₂ stinge focul este prin deplasarea oxigenului din mediul incendiului. Incendiile necesită trei elemente cheie pentru a continua să ardă - combustibil, căldură și oxigen - cunoscute în mod colectiv sub numele de „triunghiul de foc”. Prin reducerea concentrației de oxigen din jurul focului, CO₂ perturbă direct reacția chimică care susține focul. CO₂ este un gaz mai greu decât aerul, ceea ce înseamnă că tinde să se depună lângă baza focului, unde poate întrerupe eficient aportul de oxigen. Acest proces de sufocare este rapid și eficient, deoarece CO₂ funcționează prin reducerea nivelurilor de oxigen sub ceea ce este necesar pentru ardere, de obicei sub 15%. Odată ce nivelul de oxigen scade, focul este stins. CO₂ este deosebit de eficient în stingerea incendiilor care implică echipamente electrice sau lichide inflamabile, deoarece nu introduce elemente conductoare (cum ar fi apa) care ar putea provoca scurtcircuitarea sau răspândirea incendiului.