Aerosollerin hem fiziksel hem de kimyasal reaksiyona girerek yangını söndürme işlevi yaptığını söylemiştik. Aerosol, kimyasal işlemle yangını söndürürken yanmanın zincirleme reaksiyonuna müdahale eder, serbest radikalleri giderir. Fiziksel olarak, aerosol yanma ortamından enerji alır (bir miktar soğutma işlemi). Bu reaksiyonlar temel olarak katı aerosol parçacıklarının yüzeyinde meydana gelir; Aerosol partikülleri yüksek yüzey / hacim oranlarına sahip olduklarından, bu partiküller ateş bölgesine girdiğinde, yüzeylerinde çok katmanlı fiziksel adsorpsiyon yoluyla hidrojen ve hidroksilleri radikalleştirilir. Katı yüzey ile adsorplanan madde molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri sonucu oluşan adsorpsiyon olayıdır. Burada zayıf Van der Waals kuvvetleri etkindir ve işlem tersinirdir. Adsorpsiyon sonucu yoğuşma enerjisinden biraz fazla ısı açığa çıkar. Pparçacık yüzey enerjisini sebebi kimyasal adsorpsiyon oluşur. Kimyasal  adsorpsiyon ; Adsorplanan madde ile katı yüzey arasındaki fonksiyonel grupların kimyasal etkileşimi ile oluşan adsorpsiyondur , Adsorpsiyon tersinmezdir ve tek tabakalıdır. Adsorpsiyon sırasında açığa çıkan ısı reaksiyon ısısından daha büyüktür. adsorpsiyon ile yüzeylerine hidrojen ve hidroksil radikalleri gibi yanmaya destek olan radikallerini çekerler ve yanma zinciri reaksiyonunu durdururlar.

    Ayrıca, redoks tepkimesi (Redoks ‘’indirgeme-oksidasyon reaksiyonunun kısaltmasıdır’’ atomların oksidasyon durumlarının değiştirildiği bir kimyasal reaksiyondur) tarafından üretilen, azot, su buharı ve karbondioksit gibi gazların yangını besleyen ve çevreleyen oksijeni seyreltilerek yangını boğabilme özelliğine sahiptir ve yangın bölgesi sıcaklığını düşürerek Fiziksel söndürme işlemi de yapar. Aerosol, kimyasal işlemle de yangını söndürür, yanmanın zincirleme reaksiyonuna müdahale eder, serbest radikalleri giderir. Bu nedenle, parçacık boyutları ne kadar küçükse reaksiyonun yüzeyi de o kadar büyük olur sonuçta söndürme etkisi o kadar etkili olur. Serbest radilkalleşmiş atomlar, yanma işleminin zincirleme reaksiyonu ile üretilen diğer serbest radikalleri yakalama kabiliyetine sahiptir ve bunu yaparken yanma reaksiyonunda bozulmaya neden olarak söndürmeye yardımcı olurlar. Anyonik kısımdan (bikarbonat) bağımsız olarak Potasyum'un (yeni nesillerde Stronsyum) karakterize eden düşük iyonlaşma potansiyeli sayesinde zincir reaksiyonu üzerinde güçlü bir inhibe (bastırma-engelleme) edici etkisi olduğu da ayrıca ortaya konan tezlerden biri olarak söylenmektedir.

Potasyum bazlı bir sıcak aerosol sistemi söndürme prensip şeması.

Sıcak aerosol jenerator çalıştığında oluşan sıcaklık ile katı potasyum yanar ve bu yanma sonucunda Co2, N2 gibi inert gazlar ile beraber katı potasyum parçacıklarının oluşturduğu bir aerosol kolloid oluşur. Oluşan aerosol içerisindeki serbest potasyum radikalleri yanma reaksiyonu ile bileştiğinde potasyum radikalleri yanma ortamı içinde bulunan Hidrojen, hidroksil ve oksijen radikalleri ile birleşir. Böylece yanmayı besleyen oksijen ve hidrojen gibi radikallerin işlevi son bularak yanma reaksiyonu bozularak yanma biter.

III. Nesil Stronsyum bazlı bir sıcak aerosol sistemi söndürme prensip şeması.

Sıcak aerosol jenerator çalıştığında oluşan sıcaklık ile katı potasyum yanar ve bu yanma sonucunda Co2, N2 gibi inert gazlar ile beraber katı Stronsyum parçacıklarının oluşturduğu bir aerosol kolloid oluşur. Oluşan aerosol içerisindeki serbest Stronsyum radikalleri yanma reaksiyonu ile bileştiğinde, Stronsyum radikalleri yanma ortamı içinde bulunan Hidrojen, hidroksil ve oksijen radikalleri ile birleşir. Böylece yanmayı besleyen oksijen ve hidrojen gibi radikallerin işlevi son bularak yanma reaksiyonu bozularak yanma biter.

  Özetle; Aerosol sistemlerin söndürme etkisinin çalışma prensibi kendi alanında benzersizdir - elektriksel veya termal olarak yakıldığında katı potasyum(stronsyum) kütlesi yanma yan ürünleri üretir - mikron büyüklüğünde kuru partiküller, (çoğunlukla potasyum karbonatlar) ve gaz halinde bir karışım (esas olarak karbon dioksit, azot) ve su buharı) dışarıya yanma mahalli üzerine salınırken hava ile birlikte homojen bir karışım oluşur. Küçük parçacıklar yani Mikron büyüklüğünde aerosol parçacıkları ile birkaç saniye içerisinde homojen bir dağılım elde edilir. Bir ateşleyici fünye tarafından aktive edildiğinde, katı aerosol kütlesi yanar ve yanma reaksiyonu sonucunda aşağıdaki şekilde bir reaksiyon oluştururlar.

KNO3 + CnHmNpOq = KHC03 + K2C03 + C02 (g) + N2 (g) + H20 (g)

Potasyum Nitrat + Yanıcı bağlayıcı, katılaştırılmış nitro-selülozler v.b = Potasyum Bikarbobat + Potasyum Karbonat  + Karbondioksit + Azot + Su

Bu reaksiyon ile ortaya çıkan gazlar ve radikaller ise yangını söndürür. Aerosol gaz bulutu yangını söndürürken; Kimyasal olarak yanma zincirini bozar, fiziksel olarak da ısı emilimi yapar.

Aerosoller kimyasal tepkimeye girerek yanma zincirinde bulunan OH, H ve O radikalleri saf dışı bırakarak yanma zincirini kırar.

Gaz Fazında

K + OH = KOH  --- Potasyum  Hidroksit ile tepkimeye girerek Potasyum Hidroksit oluşur

K + O = KO

KOH + H = K + H2O   Potasyum Hidroksit ise Hidrojen  ile tepkimeye girer Potasyum ve Su oluşur

Mikron düzeyinde parçacıkların yüzeyinde ise

O + H = OH  - Hidroksit oluşur

H + OH = H2O  Hidroksit ise Hidrojen ile tepkimeye girer ve Su oluşur.

Aerosoller fiziksel olarak da ısı emilimi oluşarak yanma sıcaklığını yanma reaksiyonunun devam edemeyeceği bir seviyeye düşürür.

KHCO3 = K2CO3 + CO2 + H20

K2C03  = K2C03 (g)

Endotermik faz değişimleri ile ısı emilimi sağlanır

K2C03 (s) = K2C03 (l) = K2C03 (g)

Endotermik ayrışma değişiklikleri ile ısı emilimi sağlanır.

2KHC03 (s) = K2C03 (s) + C02 (g) + H20 (g)

 Sıcak aerosol sistemleri hem fiziksel hem de kimyasal söndürme işlemi yaparlar buna iki boyutlu bir söndürme teknolojisi denebilir.

Not: Makale ile ilgili temel bilgi kaynakları Google gibi kullanmayı bilen için çok önemli bilgi kaynaklarından sağlanmıştır.

Kaynaklar

Hot Aerosol Fıre Extınguıshıng Agents And The Assocıated Technologıes:A Revıew ,Xiaotian Zhang, Mohd Halim Shah Ismail, Fakhrul-Razi b. Ahmadun, Norhafizah bt. Hj. Abdullah ,Choi Hee

Practice of Use of Aerosol Extinguishing Agents Obtained by Combustion of Propellants ,A.N. BARATOV , N A BARATOVA , Y A MYSHAK , 0 Y MYSHAK

Effectiveness of Hot Aerosol Extinguishing Agent in Suppressing Oil Fires …….. W.-F.Zheng, A.-H.Liu, L.Zhang,Q.-W.Li, X.-Y.Lin,R.-M. Pan

Pyrogenıc Aerosol Fıre Suppressants:Engıneerıng Of Delıvery Systems And Corrosıon Analysıs. Juan Vitali, Charles Kibert, lames Akers

The Physicochemical Properties of SFE Fire Suppressant Athmosoheres in Toicity …. Kimmel , Smith ,Reboulet , Still , Carpenter

ISO 15779:2011 – Condensed Aerosol Fire Extinguishing Systems - physical properties and system design , NFPA 2010 - Standard for Fixed Aerosol Fire Extinguishing Systems , UL 2775 - Standard for Fixed Condensed Aerosol Extinguishing System Units , KIWA BRL-K23001/02 , Evaluation Guideline for aerosol fire extinguishing , An Evaluatıon Of Aerosol Extınguıshıng Systems For Machınery Space Applıcatıons US COST GUARD , IMO MSC/Circ.1270 Revısed Guıdelınes For The Approval Of Fıxed Aerosol Fıre-Extınguıshıng Systems Equıvalent To Fıxed Gas Fıre-Extınguıshıng Systems, As Referred To In Solas 74, For Machınery Spaces.

Areosol üreticilerinin herkese açık kullanım ve tanıtım kılavuzları