Yangın ve Güvenlik Dergisi 243. Sayı (Kasım-Aralık 2023)

HABERLER 46 YANGIN ve GÜVENLİK • Kasım-Aralık / 2023 3. SONUÇLAR Bu çalışma NCM/grafit elektrotlu 94 Ah büyük ölçekli LIB’lerin yanması ve farklı söndürme maddeleriyle söndü- rülmesi üzerine yapılan deneysel çalışmayı detaylandırmaktır. Çalışmada elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir: • NCM/grafit elektrotlu büyük ölçekli LIB’lerin termal kaçışına siyah duman ve şiddetli jet yangını eşlik eder. Bu nedenle, sadece terma kaçağı önlemek için değil, aynı zamanda LIB’deki bazı malzemelerin jet yangını ile tutuşmasını önlemek için uygun bir söndürme maddesi salmak gibi önlemler almak önem arz etmektedir. • CO2, HFC-227ea ve su sisi yanıcı gazların yanmasını ve LIB’nin jet ateşini engelleyebilir. Ancak, CO2 ve HFC-227ea LIB yangınını tamamen bastıramaz. Bu iki söndürücü maddenin salınımı sırasında bir alev gözlenir. Su sisi ise LIB yangınını etkili bir şekilde bastırabilir. • Söndürme maddeleri tükenmeden önceki en yüksek orta- lama sıcaklıklar Durum 1, 2, 3 ve 4’te, söndürme maddesi kullanılmayan Durum 1’e göre sırasıyla 43, 75, 133 °C daha düşüktür. Bu üç söndürme maddesinin soğutma etkisinin farklı olduğunu ve su sisinin LIB yangını için en iyi soğutma etkisine sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, HFC-227ea, CO2’den biraz daha iyi bir soğutma etkisine sahiptir. • CO2, HFC-227ea ve su sisinin farklı mekanizması Q1 bileşimini farklı kılmaktadır. Qv ve Qnr tüm durumlarda mevcutken, Qd sadece HFC-227ea söndürme maddesi- nin bulunduğu durumda mevcuttur. Ayrıca, Q nr ile Ql arasında pozitif bir korelasyon vardır. LIB’nin termal kaçağı büyük risk teşkil eder ve uygun temiz söndürme maddesi gereklidir. Bu çalışmadaki sonuçlar, LIB yangın koruma sisteminin tasarımında, özellikle zama- nında etkili soğutma ve LIB’ye daha az zarar veren temiz ve etkili bir söndürme maddesi bulmak için önemli etkilere sahiptir [1]. n şılaştırılıp analiz edilmiştir. Bu, eşitlik aşağıda tanımlandığı gibi, uzaklaştırılan ısı (Q t ) ve gerçekleşmesi gereken ancak gerçekleşmeyen reaksiyonlardan kaynaklanan ısının (Q nr ) toplamı olarak düşünülebilir. Q l =Q t +Q nr =Q v +Q d +Q nr Burada Qv söndürme maddesinin buharlaşmasıyla absorbe edilen ısı, Qd söndürme maddesinin ayrışmasıyla absorbe edilen ısıdır. Qv buharlaşmanın gizli ısısı ile ilgilidir. Durum 2,3 ve 4’te farklı söndürme maddelerinin buharlaşma ısısı sırasıyla 119.37, 132,6 ve 2266 kj/kg.°C’dir. Mevcut Qnr’nin ana nedeni LIB’nin soğutulmasının bazı reaksiyon- ları gerçekleşmesini engellemesidir. Şekil 11 (b), Durum 2,3 ve 4’te söndürme maddelerinin püskürtülmesi sırasından ısı yayılımının yaklaşık dağılımını göstermektedir. Farklı Durumlardaki ısı dağılımı farklıdır. Tüm Durumlarda Q v , ve Q nr bulunmaktadır. Ancak, Q d sadece Durum 3’te mev- cuttur. Ayrıca, Q l arttıkça, Q nr artar. Bunun başlıca nedeni ısının azalmasıdır. Şekil 9. Durum 1,2,3 ve 4’te Söndürme Maddesi Olmadan ve Söndürme Maddeleriyle Birlikte Emniyet Valfinin (T6) Üzerindeki Sıcaklık Tepkileri. Şekil 10. Durum 1,2,3 ve 4’te Hücrenin Uzun Yüzeyinin (T1-T3) Ortalama Sıcaklık Tepkileri (a) ve (b) Her Bir Durumdaki En Yüksek Ortalama Sıcaklık ve Söndürme Maddesi Tükenmeden Önceki Sıcaklık Farkı Verilmiştir (ΔTmax) Şekil 11. Söndürücü Madde ile LIB Sıcaklığı değişim Sürecinin Şeması (a) ve (b) Söndürme Maddelerinin Salınımı Sonrası Isı Dağılımı verilmiştir (Ql) KAYNAKLAR [1] J. Xu, P. Guo, Q. Duan, X. Yu, L. Zhang, Y. Liu ve Q. Wang, «Experimental Study of the Effectiveness of Three Kinds of Extinguishing Agents on Suppressing Lithium-ion Battery Fires,» Applied Thermal Engineering, cilt 171, 5 Mayıs 2020. [2] H. Rao, . Z. Huang, H. Zhang ve S.-y. Xiao , «Study of Fire Tests and Fire Safety Measures on Lithium ion Battery Used on Ships,» Wuhan Rules and Research Institute, 25-28 Haziran 2015. [3] Y. Liu, . Q. Duan, J. Xu, . H. Chen, W. Lu ve Q. Wang, «Experimental Study on the Efficiency of Dodecafluoro-2- Methylpentan-3-One on Suppressing Lithium-ion Battery Fires,» RSC Advances, 2018.