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有趣的臨界溫度!-氣體滅火漫談

時間:2019-06-26 11:39:04 來源:微信公眾號:消防資源網


石崢嶸:臨界溫度是能夠使物質由氣相變為液相的最高溫度,通過對臨界溫度了解,我可以更好的理解氣體滅火中的特殊現象,比如:

1、二氧化碳貯存壓力僅5.7MPa,為什么要用15MPa的鋼瓶?

2、二氧化碳為什么只能采用稱重法檢測氣體泄漏?

3、IG541、1G100、IG55、IG01和內貯壓的七氟丙烷系統為什么可以采用測量壓力的方法檢測氣體泄漏?
 

臨界溫度是能夠使物質由氣相變為液相的最高溫度,我們可以通過加壓的方式使氣態物質液化,但每種物質都有一個特定的溫度,在這個溫度以上,無論多大的壓力,氣態物質都不可能被液化,這個溫度就是臨界溫度。比如:

一、水的臨界溫度為374.15℃,在這個溫度以上,就只存在氣態的水,再大的壓強也不可能使水液化,你不可能看見液態的水。

二、氮氣、氬氣的臨界溫度都很低(氮氣-146.9℃,氬氣-122.3℃),在這個溫度以上根本不可能液化。IG541滅火劑包括52%的氮氣和40%的氬氣,只可能是高壓氣態貯存(20℃貯存壓力為15MPa或20MPa),當出現泄露時,貯存壓力降低,因此可以通過觀察儲瓶壓力的方式判斷滅火劑是否泄露。

注:IG541滅火劑為52%的氮氣、40%的氬氣、8%的CO2;IG55滅火劑為50%的氮氣、50%的氬氣;IG100滅火劑為100%的氮氣;IG01滅火劑為100%的氬氣。

(IG541、IG55、IG100、IG01均為氣態貯存)

三、七氟丙烷滅火劑的臨界溫度高(101.7℃),常溫下容易液化,在其工作溫度范圍內均以液態貯存,當內貯壓系統出現泄露時,會導致增壓氮氣的壓力降低,可以通過觀察儲瓶壓力的方式判斷滅火劑是否泄露。但是,當外貯壓系統的滅火劑泄露時,滅火劑瓶組內的壓力始終保持在滅火劑飽和蒸汽壓,只能采用液位計或稱重的方式來判斷是否泄漏。

注1:外貯壓系統的滅火劑瓶組無氮氣增壓,不管怎樣泄漏,只要有液態七氟丙烷存在,壓力始終會保持在飽和蒸氣壓,常溫下約0.39MPa,因此不能通過觀測壓力的方式判斷外貯壓系統的滅火劑瓶組是否泄露。詳見:神秘的飽和蒸汽壓-氣體滅火漫談!

注2:內貯壓系統的啟動瓶組和外貯壓系統的驅動瓶組(動力瓶組)均采用氮氣,依前述可知,可采用壓力表檢測泄漏。

四、二氧化碳臨界溫度為31.26℃,這是一個很尷尬的溫度值,在這個臨界溫度以下,二氧化碳以液態存貯,鋼瓶內壓力為飽和蒸氣壓,20℃時的貯存壓力為5.7 MPa;超過31.26℃以后,貯瓶內的二氧化碳全部變為氣態,壓力聚然升高,到50℃時,貯瓶內的二氧化碳壓力達到了12.4MPa。考慮安全系數以后,就需要15MPa的鋼瓶了。

由于二氧化碳在臨界溫度下的氣液轉換,導致其無法通過壓力表或液位計的方式檢測泄露,只能通過稱重的方式進行檢測。

小貼士:

1、臨界溫度和臨界壓力下的狀態稱為臨界狀態!

2、臨界溫度是能夠使物質由氣相變為液相的最高溫度。

3、臨界壓力是物質處于臨界狀態時的壓力(壓強),就是在臨界溫度時使氣體液化所需要的最小壓力,液體在臨界溫度時的飽和蒸壓就是臨界壓力。

 

 

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