آشنایی با مشخصات فنی مایع کف

آشنایی با مشخصات فنی مایع کف:

مایع کف‌های مکانیکی جای خود را در علم اطفاء حریق باز نموده و مایع کف شیمیایی را از میدان بدر برده است. بهمین سبب بحث ما در اینجا مربوط به مشخصات فنی مایع کف‌های مکانیکی می باشد. البته مایع کف‌های شیمیایی نیز می توانند دارای یک چنین مشخصاتی باشند.

 

۵-۱- نام مایع کف

یکی از مشخصه‌های فنی مایع کف ، نام آن می باشد ، زیرا بعضی از مایعات کف با نام خود ، نوع مایع کف را بیان می کنند و گاهی نیز با نام خود چند مشخصه فنی را ارائه می دهند. بعنوان مثال، مایع کف FP70 در این نوع مایع کف F مخفف کلمه (FLUORO) (فلوئور) و P مخفف کلمه (PROTEIN) (پروتئین) و ۷۰ شماره استاندارد آن می باشد.

کشورهای تولید کننده مایع کف دائماً در حال آزمایش و اختلاط مواد گوناگون هستند تا به ماده  اطفایی مفید تر و مؤثرتر دست یابند. به همین سبب جدولی درست کرده و در آن هر ماده اطفایی جدید بدست آمده را یاد داشت نموده وشماره گذاری می کنند. برای هر یک از شماره های جدول مزبور پرونده ای تشکیل و تمام مشخصات مایع کف را در آن ضبط می نمایند.

در مایع کف FP70 رقم ۷۰ از این سلسله شماره ها می باشد.

 

۵-۱-۱- مایع کف AFFF :

در این نوع مایع کف A مخفف کلمه (Aqueous) (مایع ـ آبی ـ آبدار) و F اول مخفف کلمه (Film) (فیلم) و F دوم مخفف کلمه (Forming) (تشکیل دادن ـ تشکیل) و F سوم مخفف کلمه (Foam) (کف) می باشد که مفهوم کلی آن به شرح زیر می باشد:

Aqueous  Film  Forming  Foam

 

۵-۱-۲- مایع کف تشکیل دهنده قشر نازک:

نام مایع کف صرفاً جنبه بیان مشخصات فنی را در نظر نمی گیرد بلکه جنبه تبلیغات را نیز مد نظر دارد. مثلاً در توصیف مشخصه فنی مایع کف AFFF جهت بیان پوشش قشر نازک بر روی مایعات آن را به فیلم (فیلم مصرفی عکاسی ها و سینماها) تشبیه کرده اند، که در اینجا جنبه تبیلغات را بیشتر مدنظر داشته است تا بیان مشخصه فنی آن را.

۵-۲- مواد تشکیل دهنده مایع کف:

متأسفانه به علت جوان بودن صنعت تولید مایع کف در کشور از مواد تشکیل دهنده آنها اطلاعات کمی در دست است. مثلاً در مورد مایع کف فلورو پروتئین می دانیم که پروتئین ـ فلوئور و مواد تثبیت کننده و غیره . . .  بکار برده شده است. اما از هر کدام چه مقدار و تحت چه شرایطی با یکدیگر در هم آمیخته‌اند مشخص نیست ویا در مایع کفهای غیرپروتئینی مثلاً شنیده می شود که بعضی از کارخانه های سازنده از موادی به نام تیروک و سیکال نام می برند، در حالی که در هیچ یک از کتب شیمی شاید به یک چنین نامهایی برخورد نشود. بعضی از کارخانجات سازنده جهت مخفی نگهداشتن فرمول مواد تولیدی خود از اسامی رمز استفاده می کنند. شاید تیروک و سیکال نیز از این نمونه نامها باشند. بهر حال مواد تشکیل دهنده مایع کف‌ها دقیقاً مشخص نیست.

 

۵-۳- درصد مایع کف :

یکی از مشخصات قابل تأمل مایع کف، درصد آن می باشد که باید دقت بیشتری در مورد این مشخصه صورت گیرد.

تعریف درصد مایع کف: نسبت اختلاط مایع کف به آب را درصد مایع کف گویند که می‌تواند بصورت وزنی و یا حجمی بیان شود.

بطور مثال وقتی می گوییم مایع کف ۳% است، مفهومش این است که در هنگام استفاده از این نوع مایع کف باید سه حجم از مایع کف مزبور را با نود و هفت حجم آب مخلوط کرد و یا در مایع کف ۶% باید ۶ حجم از مایع کف را با نود و چهار حجم آب مخلوط کرده و از آن استفاده نمود.

تغییرات در این اختلاط باعث اشکالات زیر می گردد:

«اگر آب بیشتر از حد معین شده باشد»:

۱ـ محلول کف رقیق می شود.

۲ـ از تولید حباب آن کاسته می شود و انبساط حجمی آن کم می گردد.

۳ـ مقاومت حبابها کم می گردد.

۴ـ به علت کمی حجم، وزن حبابها سنگین شده و به زیر مایع در حال اشتعال می رود.

«اگر مایع کف بیشتر از حد معین باشد»:

۱ـ مقداری از مایع کف هدر می رود.

۲ـ حبابها ریزتر و کم حجم تر می گردند.

۳ـ از مقاومت حبابها کاسته می شود.

۴ـ به علت کمی حجم ، حبابهای کف سنگین شده و به زیر مایع در حال اشتعال می رود.

بنابراین در مورد اختلاط آب و مایع کف باید دقت بیشتری به عمل آید.

 

عبارت است از مقدار جرم ماده حل شده در یک لیتر محلول (حجم محلول نمک + آب) .

مثال: غلظت محلولی از نمک طعام ۲۵ گرم در لیتر است. هر گاه یک لیتر از این محلول را برداشته و به آرامی حرارت دهیم تا کاملاً تبخیر شود ۲۵ گرم نمک طعام برجا می ماند.

میزان حل شدن مواد در حلالها مقدار معینی است که این مقدار را قابلیت حل شدن مواد گویند. برای محاسبه مقدار قابلیت حل شدن مواد به مثال زیر توجه کنید:

 

مثال :

یک لیتر آب ۲۰ درجه سانتی گراد را برداشته و به آن ۱۰۰ گرم نمک طعام اضافه می کنیم . تمام نمک طعام در آب حل می گردد. حال اگر اضافه کردن نمک طعام را ادامه دهیم تا نمک طعام به ۳۹۵ گرم برسد، دیگر نمک طعام در آب حل نمی شود و به صورت رسوب به ته ظرف می رود و هم زدن نیز هیچ گونه کمکی به حل شدن آن نمی کند. در این حالت محلول را اشباع شده یا سیر شده می نامیم. حال اگر به محلول سیر شده مقداری آب اضافه کنیم مجدداً نمک در آن حل می گردد.

بنابراین جهت اندازه گیری میزان حل شدن مواد از روش مقایسه ای استفاده می گردد. یعنی مواد را در شرایط مساوی می سنجند و برای این عمل میزان جرم ماده حل شده در ۱۰۰ گرم آب ۲۰ درجه سانتی گراد را با یکدیگر مقایسه می کنند. اگر دمای آب را از ۲۰ درجه سانتی گراد پایین تر ببریم مقدار حل شدن نمک در آب کم می گردد و اگر دمای آب را از ۲۰ درجه سانتی گراد بالاتر ببریم قدار بیشتری نمک در آب حل می شود.

مثال دیگر :

اگر در یک لیتر آب ۲۵ درجه سانتی‌گراد مقدار ۱۲۰ گرم سولفات پتاسیم بریزیم تمام سولفات پتاسیم در آب حل می گردد و اگر به ریختن سولفات پتاسیم ادامه دهیم سولفات پتاسیم در آب حل نمی گردد.

دقت در این مساله به ما نشان می دهد که علاوه بر اینکه حلالیت مایع در حل شدن مواد کمک می کند محلولیت خود مواد نیز در حل شدن آن کمک می نماید.

اگر ماده‌ای کمتر از حد معینی در مایعی حل شود آن ماده را نسبت به مایع مزبور نامحلول می گویند. با توجه به دانسته های فوق به بحث غلظت مایع کف می پردازیم. ابتدا مایع کف پروتئینی به صورت جامد و پودری شکل می باشد و این مواد پودری شکل به نام جامدیت Total solids مایع کف موسوم می باشد. پودر مزبور را در مقداری آب حل می‌کنند تا جایی که محلول سیر گردد. معمولاً جهت مایع کف‌های ۳% حدود ۴۳% تا ۴۵% از مواد پودر شده در یک لیتر آب حل می کنند تا به درجه اشباع برسد. این اختلاط نمایانگر غلظت مایع کف می باشد، که در مایع کفهای ۶% مقدار آن حدود ۲۴% تا ۲۷% می باشد.

البته ناگفته نماند که این مقدار به نسبت نوع مواد تشکیل دهنده مایع کف تغییراتی را در بردارد. بطور کلی مقداری از جامدیت مایع کف که در یک لیتر آب حل می گردد غلظت مایع کف می گویند. در مایع کفهای مختلف میزان غلظت متفاوت می باشد.

این نکته ظریف قابل دقت است که درصد مایع کف از همین جا تعیین می گردد؛ یعنی هرچه غلظت مایع کف بالاتر باشد، درصد اختلاط آن با آب جهت مصرف در محل حریق کمتر است، « مواد اصلی تولید کف ابتدا به صورت پودری شکل می باشد که تحت عنوان جامدیت کف نامیده می شود. میزان انحلال این جامدیت در ۱۰۰ سی سی آب ، درصد کف را تعیین می نماید، مثلاً اگر میزان جامدیت ۲۴% تا ۲۷% در ۱۰۰ سی سی آب حل گردد (رقیق می شود)، مایع کف ۶% بدست می آید که مفهوم آن این است که در زمان مصرف ۶ لیتر مایع کف رابا ۹۴ لیتر آب محلول (حل) و به محل حریق بپاشیم. اگر میزان جامدیت ۴۳% تا ۴۵% در ۱۰۰ سی سی آب حل گردد، مایع کف حاصل ۳% می باشد ، یعنی هنگام مصرف ۳ لیتر مایع کف را با ۹۷ لیتر باید محلول کرده و مورد مصرف قرارداد».

ولی این سئوال مطرح است آیا میتوان غلظت مایع کف را از یک حد معین بالاتر برد؟ جواب منفی است، زیرا گفته شد که قابلیت حل شدن مواد در آب محدود است؛ بنابراین پودر مایع کف نیز مقدار معینی در آب حل می گردد و اگر بیشتر از حد معین پودر مایع کف را درآب حل کنیم مقدار اضافی آن به صورت رسوب در ته ظرف باقی می ماند.

۵-۵- سیالیت مایع کف :

هر ماده ای که بتواند در ظرفی جریان پیدا کند و به شکل آن در آید «سیال» نامیده می شود. واضح است که فقط مایعات و گازها جزء سیالات محسوب می شوند (ماده ای که نتواند نرخ برشی را تحمل کند سیال نامیده می شود) سرعت جریان سیالات به عوامل مختلفی بستگی دارد. اگر حرکت سیالی را در داخل یک لوله را در نظر بگیریم سرعت جریان به عوامل زیر بستگی دارد:

۵-۵-۱- نوع مایع در حال حرکت

۵-۵-۲- دمای مایع در حال حرکت

۵-۵-۳- جرم مخصوص مایع

۵-۵-۴ـ جنس لوله

۵-۵-۵ـ شکل لوله

۵-۵-۶ـ جهت حرکت

۵-۵-۷ـ صیقلی بودن لوله

۵-۵-۸ـ قطر لوله

۵-۵-۹ـ انرژی وارد بر مایع

در اینجا نوع مایع در حال حرکت مورد بررسی قرار می گیرد:

۵-۵-۱ـ نوع مایع در حال حرکت:

هر مایع و گازی سیالیت خاصی برای خود دارد. سیالیت یا به عبارت ساده تر روانی یک مایع یا یک گاز به عاملی به نام ویسکوزیته (چسبندگی) ارتباط دارد.

تعریف ویسکوزیته (viscosity) : اگر حالت آب در لوله ای را مشاهده کنید آب در لوله به شکل زیر جریان پیدا کند:

حالت حرکت نشان می دهد که سرعت در نقاط مختلف مایع متفاوت می باشد و هر چه از دیواره لوله به مرکز آن نزدیک تر شویم سرعت بیشتر می گردد و در محور مرکزی سرعت به حداکثر خود می رسد. سرعت در دیواره ها تقریباً صفر می باشد.

در محاسبات هیدرولیکی سرعت متوسط را در نظر می گیرند. می دانیم که اگر دو صفحه را بر روی یکدیگر بلغزانیم، بین این دو صفحه نیروی اصطکاکی ایجاد می گردد که در جهت مخالف حرکت دو صفحه می باشد. حال اگر حالت آب را در لوله به صورت لایه‌ای فرض کنیم به علت اینکه سرعت لایه ها با یکدیگر متفاوت هستند در نتیجه بین آنها اصطکاکی ایجاد می گردد که ضریب اصطکاک داخلی یا ویسکوزیته نامیده می شود.

تعریف ساده تری برای ویسکوزیته :

اگر در یک لوله مشخص یک لیتر آب را با سرعت یک لیتر در ثانیه به حرکت درآوریم مقدار معینی نیرو لازم است. حال اگر در همان لوله یک لیتر روغن اتومبیل را با همان سرعت به جریان در آوریم نیروی بیشتری لازم است . . ..

چرا؟ زیرا ویسکوزیته روغن بیشتر است، یعنی آب روانتر از روغن حرکت می کند؛ به عبارت دیگر، روغن در برابر نیرویی که آن را به جریان در می آورد بیشتر مقاومت می کند. این نیروی مقاوم را ویسکوزیته می گویند.

ویسکوزیته یک مایع در یک دمای معین به عوامل زیر بستگی دارد .

الف ) سطح دو لایه که بر روی یکدیگر می لغزند .

ب ) سرعت نسبی مایع

ج ) فاصله بین دو لایه

 

هر قدر سطح دو لایه بزرگتر، سرعت بیشتر و فاصله بین دو لایه کمتر باشد ویسکوزیته آن بیشتر است . یکی از عللی که باعث افت جریان در لوله ها می گردد همین ویسکوزیته می باشد و چون به سطح لایه ها بستگی دارد در نتیجه در لوله هایی با قطر بیشتر، افت کمتر است. بطور کلی ویسکوزیته، نیروی اصطکاکی است که با حرکت مایع مخالفت می کند . دما در تغییرات ویسکوزیته اثر مهمی دارد؛ در مایعات با افزایش دما ویسکوزیته افزایش می‌یابد.

برای دست یابی به ویسکوزیته سیالات از ویسکوز متر استفاده می گردد. اگر ویسکوزیته مایع را به تنهایی اندازه‌گیری کنند، ویسکوزیته مطلق نامیده می شود، ولی جهت بدست آوردن ویکسوزیته نسبی باید از یک مایع مشخص با ویسکوزیته معلوم استفاده گردد. به همین دلیل برای بدست آوردن ویسکوزیته نسبی مایعات آنها را با ویسکوزیته آب می‌سنجند.

آب که مبنای سنجش می باشد در درجات مختلف دارای ویسکوزیته مختلف است . در آزمایشات مشاهده گردید که آب در ۲/۲۰ درجه سانتی گراد ویسکوزیته یک سانتی پواز را داراست. همین میزان دما را مبنا قرار داده و ویسکوزیته مطلق مایعات را نیز در همین دما بدست می آورند و اگر ویسکوزیته مطلق مایع را با ویسکوزیته آب ۲/۲۰ درجه سانتی گراد مقایسه کنند ویسکوزیته نسبی را بدست می آورند.

واحد ویسکوزیته مایعات «پواز» است و آن به خاطر نام پواز (Poise) نیز فیزیک‌دان فرانسوی گذاشته شده است و در سیستم C.G.S گرم بر سانتی متر بر ثانیه است. یعنی اگر قشری به فاصله یک سانتی متر از قشر دیگر و با سرعت یک سانتی متر بر ثانیه حرکت نماید یک پواز بکار برده شده است. گاهی هم واحد سانتی پواز بکار برده می شود که  پواز می باشد.

۱CPO = 10 ^{– ۲} PO

 مایعاتی که دارای ویسکوزیته زیاد هستند مایعات ویسکوزیته نامیده می شوند. واحد دیگری برای بیان مقدار ویسکوزیته مایعات بکار برده می شود و آن استوک می باشدو به خاطر نام استکس (STOKES) دانشمند فرانسوی نام گذاری شده است و در دستگاه C.G.S گرم بر سانتی متر مربع بر ثانیه اطلاق می شود و واحد کوچکتر آن سانتی استوک می باشد که مقدار آن   استوک است.

۱ CST = St

مایعی که در لوله جریان دارد در اثر ازدیاد دما ویسکوزیته آن کاهش یافته و روانتر در لوله جریان می یابد. به همین سبب در زمستان سرعت عبور جریان در لوله ها کمتر از تابستان می باشد. به مثال ساده زیر توجه کنید. دو لوله یکسان را در نظر می گیریم در یک لوله آب و در لوله دیگر روغن اتومبیل می ریزیم، حال اگر دو لوله را نسبت به افق عمود نگاه داریم هر دو مایع به سمت پایین شروع به حرکت می کنند، ولی سرعت آب از روغن بیشتر است. یکی از علل این موضوع ویسکوزیته می باشد یعنی ویسکوزیته روغن بیشتر از آب است.

حال اگر روغن را گرم کنیم سرعت آن افزایش می یابد زیرا ویسکوزیته آن کاهش یافته است. وقتی که می خواهند مایعی را به ارتفاع معینی پمپاژ کنند باید افت را در لوله ها محاسبه کنند، یکی از علل افت ویسکوزیته می باشد. پس این مشخصه در محاسبات قدرت پمپ ها مد نظر است.

نتیجه کلی اینکه هر قدر ویسکوزیته مایع کفی کمتر باشد آن مایع کف مرغوبتر است، زیرا پمپاژ آن راحتر است ولی با پایین آمدن ویسکوزیته غلظت آن نیز کاهش می یابد که یک ضعف محسوب می گردد.

۵-۶- رنگ مایع کف:

یکی از مشخصات فنی مایع کف رنگ آن می باشد. رنگ مایع کف های تولید شده معمولاً رنگ واقعی مواد تشکیل دهنده آنها نیستند و برای شناسایی و مشخص کردن نوع مایع کف‌ها به آنها مواد رنگی اضافه می کنند. رنگ مایع کف علاوه بر شناسایی آن می تواند در انبارداری آن نیز کمک نماید.

زمانی‌که ماده‌ای فاسد می شود معمولاً سه تغییر حالت در آن وجود می آید:

الف ) رنگ آن تغییر می کند.

ب ) بوی آن تغییر می کند.

ج ـ مزه آن تغییر می کند.

گاهی ممکن است هر سه حالت پیش آید، مثلاً شاید یک تکه گوشت فاسد شده رادیده باشید رنگ آن تغییر می کند، و بعضی افراد با تغییر رنگ گوشت آن را دلیل خرابی گوشت نمی دانند ، بلکه تغییر بو را نیز شرط می دانند و اگر دو مورد بالا قانع کننده نبود، مزه آن را نیز امتحان می کنند.

مایع کف نیز هنگامی که فاسد شد ممکن است تغییر این سه حالت را در بر داشته باشد، ولی بو کردن و چشیدن مایع کف می تواند تهوع آور، مسموم کننده  و بطور کلی خطرناک باشد؛ در نتیجه رنگ مایع کف یکی از راههای شناسایی مایع کف فاسد شده می‌باشد.

عواملی که باعث فاسدشدن مایع کف می گردد مختلف بوده، ولی بطور کلی موجودات ذره‌بینی و مواد شیمیائی و گازها در فاسد شدن مایع مؤثرند.

اکسیژن از جمله گازهایی است که اثر زیادی بر روی کف می گذارد و با اکسیده کردن آن باعث فاسد شدن آن می گردد.

حتماً شما نیز کپک زدن کف را ملاحظه کرده اید این یکی از اشکالات فاسدشدن مایع کف است. فاسد شدن مایع کف نشانه غیرقابل استفاده بودن آن نیست، بلکه کارآیی اولیه خود رااز دست می دهد و با تغییر درصد اختلاط آب و مایع کف نمی توان مرغوبیت مایع کف را به آن باز گرداند و با اضافه کردن مایع کف در مخلوط تعیین شده نمی توان جبران فاسد شدن مایع کف را نمود.

مایع کف تا زمانی مرغوب خواهد بود که فاسد نشده باشد. مایع کف هر قدر در مقابل عوامل خارجی مقاومت نماید و فاسد نشود بهتر است.

۵-۷- بوی مایع کف :

تأثیر بوی مایع کف در عملیات برای افرادی که سرلوله کفساز را بدست دارند واضح و روشن است. یک مایع کف با بوی خوش می تواند در روح و روان آتش‌نشان اثر مثبت داشته باشد. این اثر در نحوه عملیات آن بسیار مؤثر و مفید می باشد . حال آنکه یک مایع کف با بوی زننده و تهوع آور می تواند او را از ادامه عملیات باز دارد. علت تهوع آور بودن بوی مایع کف به PH آن مربوط می گردد و تحریک بدن توسط همین مشخصه صورت می گیرد که در بحث PH به این موضوع اشاره خواهد شد.

۵-۸- وزن مخصوص مایع کف ( وزن حجمی مایع کف):

وزن واحد حجم یک ماده را وزن مخصوص یا وزن حجمی آن ماده می گویند. یعنی اگر یک سانتیمتر مکعب از ماده ای را وزن کنیم مقدار بدست آمده، وزن مخصوص آن ماده نامیده می‌شود.

جهت بدست آوردن وزن مخصوص یک ماده نیازی نیست که وزن یک سانتی متر مکعب آن را بدست آورد، بلکه می توان آن را وزن کرد و وزن بدست آمده را بر حجم آن تقسیم نمود ، نتیجه حاصله، وزن مخصوص آن ماده خواهد شد، مثلاً اگر یک لیتر آب معمولی را وزن کنیم هزار گرم وزن دارد؛ در نتیجه وزن مخصوص آب مساوی یک خواهد بود.

 

در سیستم C.G.S واحد وزن مخصوص g/cm^۳ می باشد.

وزن مخصوص یک مایع کف بستگی به نوع مواد تشکیل دهنده آن دارد.

گرما بر روی وزن مخصوص تأثیر بسیار دارد؛ جهت روشن شدن مطلب به بحث کوتاهی درباره آن می پردازیم، مواد در اثر گرما انبساط حجمی پیدا می کنند. اگر دو ظرف را که، هر دو یک لیتر آب وجوددارد در نظر بگیرید، اگر به یکی از دو ظرف گرما دهیم تا دمای آب آن به ۸۰ درجه سانتی گراد برسد حجم آن اضافه می شود.

با ازدیاد حجم آب مشخص می گردد که وزن مخصوص آن کاهش می یابد. زیرا اگر بخواهیم وزن مخصوص آب ۴ درجه سانتی گراد را با آب ۸۰ درجه سانتی گراد مقایسه نماییم، باید از هر دو به میزان معین حجم برداریم، در نتیجه حجم اضافه شده به آب ۸۰ درجه سانتی گراد باید برداشته شود، حال آنکه در شروع آزمایش حجم هر دو یکسان بوده است و اضافه حجم برداشته شده در مرحله بعد باعث کاهش وزن آب می گردد، در نتیجه وزن مخصوص آن نیز کاهش می یابد.

برای دست یابی به وزن مخصوص آب آن رادر دمای ۴ درجه سانتی گراد می سنجند، زیرا آزمایشات نشان داده است وزن مخصوص آب معمولی در دمای ۴ درجه سانتی گراد، یک است.

نکته قابل توجه این است که وزن مخصوص یک ماده در فشارهای مختلف تغییر می کند و در محاسبات دقیق این تغییرات اشکالاتی را بوجود می آورد، به همین سبب در این موارد از جرم مخصوص استفاده می گردد. جرم واحد حجم یک ماده را جرم مخصوص آن ماده گویند. وزن مخصوص مایع کف در سرعت عبور مایع کف در لوله اثر دارد هر قدر وزن مخصوص مایع کف بیشتر باشد نیرویی که از طرف جاذبه زمین بر آن وارد می شود بیشتر است در نتیجه از سرعت آن کاسته می شود.

تاکنون کارخانه های سازنده نتوانسته اند مایع کف با وزن مخصوص یک بسازند و مایع کف‌های فعلی وزن مخصوصشان از یک بیشتر است. « وزن مخصوص مایع کف از نظر اقتصادی» در بازار تجارت مایع کف به صورت وزنی معامله می شود، مثلاً خریدار مقدار ۱۰۰۰ کیلوگرم از فروشنده مایع کف خریداری می نماید؛ حال آنکه به هنگام مصرف، مایع کف به صورت حجمی مورد استفاده قرار می گیرد.

مثلاً گفته می شود در عملیات۵ لیتر مایع کف مصرف شده است.

حال دو مایع کف را که دارای مشخصات زیر می باشند در نظر بگیرید.

 

مایع کف شماره (۲)	مایع کف شماره یک (۱)	مشخصات
۳%	۳%	میزان اختلاط
۸/۱	۲/۱	وزن مخصوص
۲۰۰۰ ریال	۲۰۰۰ ریال	قیمت هر کیلو

 

 

ظاهر امر چنین به نظر می رسد که قیمت هر دو مایع کف یکسان است در حالی که مایع کف شماره ۲ گرانتر از مایع کف شماره می باشد، زیرا اگر بخواهیم از هر کدام یک لیتر مصرف کنیم بهای یک لیتر آنها با یکدیگر مساوی نخواهد بود. زیرا :

W1 = 1200g        W2 = 1800g

در نتیجه مایع کف شماره یک قیمت یک لیتر آن ۲۴۰۰ ریال و مایع کف شماره دوقیمت یک لیتر لیتر آن ۳۶۰۰ ریال می شود.

نتیجه کلی اینکه در دو مایع کف که دارای درصد یکسان و بهای وزن یکسان هستند آن مایع کف که دارای وزن مخصوص بیشتری است گرانتر می باشد.

۵-۹- PH مایع کف :

تعریف PH : مخفف کلیه (Hydrogen  Potential) یعنی توان هیدروژنی می باشد. میزان هیدروژنی که یک محلول آزاد می کند توان هیدروژنی آن محلول می نامند. یک مایع می‌تواند خنثی یا اسیدی و یا بازی باشد.

عامل خنثی بودن، تساوی^–OH و H⁺ می باشد و اگر یونهای H⁺ بر^–OH غلبه کنند محیط اسیدی و اگر یونهای ^–OH بر H⁺ غلبه کنند محیط بازی می گردد. خنثی ترین مایعی که تاکنون بدست آمده، آب خالص (آب مقطر) می باشد. مقدار یونها در آب خالص
۱۰^-۹  می باشد.

حال اگر به آب خالص مقداری اسید اضافه کنیم غلظت یون H⁺ افزایش می یابد و از۱۰^-۹بیشتر می شود و به مقادیر ۱۰^-۵ و ۱۰^-۳ و ۱۰^-۱ می رسد چون رابطه بین یونهای H⁺ و
^–OH رابطه تعاونی می باشد و در نتیجه با زیاد شدن یون H⁺ یون  ^–OH کاهش می یابد و از ۱۰^-۹ کمتر می گردد و به ۱۰^-۹ و ۱۰^-۱۱ و ۱۰^-۱۳ می رسد، به طوری که همیشه حاصلضرب غلظت های یون H⁺  و ^–OH مقداری است ثابت و برابر با ۱۰^-۱۴ ؛ پس براحتی می توان به حالت یک محلول از روی یون H⁺ اسیدی و یا بازی بودن آن را مشخص کرد. ولی اشکال این کار در این است که تعداد یون H⁺ معمولاً بسیار کوچک و کسری بدست می آید و یا به صورت توان منفی نشان داده می شود. کار کردن با چنین اعداد و استفاده از آنها مشکل است و ممکن است باعث ایجاد اشتباه شود. به همین علت معمولاً از لگاریتم منفی غلظت یون H استفاده می کنند و آن را به PH⁺ نمایش می دهند.

PH = log 10-9 = 7

پس نتیجه می گیریم که PH آب خالص (آب مقطر) برابر با ۷ می باشد.     PH = 7

وقتی محیط صد در صد اسیدی باشد PH=0 می باشد و اسید قوی خواهیم داشت . وقتی محیط صد درصد بازی باشد PH=14 می باشد و باز را باز قوی گویند.

نمودار زیر محیط اسیدی ـ بازی وخنثی را نشان می دهد.

جهت اندازه گیری PH محلول ها از دستگاههائی به نام PH متر یا PH سنج استفاده می‌کنند. یکی از راههای شناسایی اسیدها و بازها معرف های رنگی هستند. معرف رنگی به ماده‌ای اطلاق می شود که رنگ آن در محیط اسیدی و بازی با هم متفاوت می باشند و معروفترین معرفها تورنسل است.

این ماده در محیط اسیدی قرمز رنگ در محیط قلیایی آبی رنگ و در حدود منطقه خنثی (۸-۵٫۵) بنفش رنگ می باشد.

شاید تعجب کنید که چرا PH حدود ۵٫۵ تا ۸ را معمولاً منطقه خنثی می نامند . علت آن است که با افزودن مقدار خیلی کمی اسید یا باز به آب خالص، کافی است که PH محیط را با ۲ تا ۳ واحد به طرف اسید یا باز ببرد. مثلاً اگر به آب خالص (PH=7) مقدار ۰٫۰۰۳۶۵ گرم نمک طعام (Nacl) خالص اضافه کنیم PH آن به ۴ می رسد. (PH=4) که محلول اسیدی است. معرفهای دیگری نیز وجود دارد که برای تشخیص مایعات مورد استفاده قرار می گیرند. مانند : فنل فتالئین ـ متیل اورانژ و . . . تمام مایعات اسیدی یا بازی هستند به جز آب مقطر که دارای PH برابر۷ می باشد.

کفهای مکانیکی یا اسیدی هستند و یا بازی و هنوز مایع کف خنثی ساخته نشده است. بنابراین PH مایع کف، قدرت اسیدی یا قلیایی بودن آن را نشان می دهد و هر قدر PH به عدد هفت نزدیکتر باشد مناسب تر می باشد (مواد تشکیل دهنده کف به گونه ای است که پس از اختلاط، مایع حاصل را به صورت اسیدی یا بازی در خواهد آورد).

مهمترین اثر PH مایع کف، خورندگی آن می باشد به همین علت پس از هر عملیاتی مسیر کف رسانی را شستشو می دهند. خورندگی مایع کف ارتباط مستقیم با PH آن دارد و هر قدر PH مایع کفی از عدد ۷ به سمت صفر حرکت کند مقدار خورندگی آن بیشتر است. علت سوراخ شدن منبع های مایع کف به دلیل وجود همین مشخصه می باشد. اثرات مایع کف روی پوست انسان وبر روی گیاهان و موجودات آبزی می تواند زیان آور باشد و بسته به میزان PH مایع کف مقدار زیان تغییر می کند. آگاهی از میزان PH مایع کف در عملیات بسیار مفید و قابل دقت می باشد.

مایع کف هر قدر هم که PH آن به ۷ نزدیکتر باشد با وجود این بر روی اعضای حساس بدن مانند چشم اثرات نامطلوب دارد، اگر در ضمن عملیات کف به سر و صورت افراد پاشیده شود باید بلافاصله آنرا با آب شستشو دهد.

تعیین PH کف در علم انبار داری بسیار مفید می باشد، یک انباردار با آگاهی از میزان PH قادر خواهد بود که ظروف مناسب و محیط مناسب جهت ذخیره و نگهداری مایع کف انتخاب نماید. یکی از علل که باعث می گردد دو نوع مایع کف را نتوانیم با یکدیگر مخلوط کنیم وجود PH مختلف آنها می باشد. بازها و اسیدها با یکدیگر ترکیب شده و تولید نمک و آب می نمایند و اگر PH مایع کفی اسیدی و PH مایع کف دیگر بازی باشد، در صورت اختلاط، واکنش انجام می دهند که تولید رسوب می کنند و این مایع کف ها به مقدار زیادی قدرت اطفایی خود را از دست می دهند.

مایع کف می تواند بر روی انسان اثرات دیگری مانند تهوع نیز بوجود آورد، علت تهوع آور بودن مایع کف به PH آن مربوط است. مقدار اسید و باز در بدن انسان میزان معینی می‌باشد و این مقدار معین با تحریک یک اسید یا باز از خارج می تواند دستگاههای بدن را از حالت تعادل خارج و دچار اختلالاتی بنماید.

البته این موضوع به حساسیت بدن افراد بستگی دارد و افرادی که از این نظر ضعیف‌تر باشند زودتر دچار این عارضه می شوند. تعیین و تنظیم PH در کشاورزی و در بسیاری از صنایع اهمیت بسیار دارد هر نوع گیاه در فاصله‌ای معین از PH خاک محصول بهتر می دهد، مثلاً سیب زمینی در خاکی با PH بین ۵ تا ۶ و گندم در PH بین ۵/۶ تا ۵/۸ بهتر رشد می کنند.

۵-۱۰- انبساط حجمی مایع کف :

آب و مایع کف پس از اختلاط به سر لوله کفساز رفته و از آنجا با جذب هوا به صورت حباب در می آید، در این صورت بر حجم آن افزوده می شود؛ این افزایش حجم را انبساط حجمی یا نسبت انبساط گویند.

انبساط حجمی مایع کف به عوامل زیر بستگی دارد.

۱۵-۱۰- الاستیسیته کف

۵-۱۰-۲ـ میزان اختلاط صحیح

۵-۱۰-۳ـ فشار مناسب

۵-۱۰-۴ـ سرلوله مناسب

۵-۱۰-۵ـ محیط عملیاتی کف

۵-۱۰-۶ـ محلولیت مایع کف

۵-۱۰-۷ـ نوع آب مصرفی

 

 

الف ـ الاستیسیته کف :

یک فنر اتومبیل را در نظر بگیرید، اگر بر آن نیرویی وارد نماییم فنر جمع می شود، حال اگر نیرو را از روی فنر برداریم فنر به حال اول خود باز می گردد؛ این حالت بازگشت را الاستیسیته گویند. در موارد گوناگون حالت الاستیسیته متفاوت و مقدار معینی می باشد. اگر نیروی وارد بر یک فنر بیش از حد معین باشد فنر قادر به بازگشت به حالت اولیه نمی باشد. آب و مایع کف پس از مخلوط شدن به سرلوله کفساز رسیده و در آنجا با جذب هوا، انبساط حجمی پیدا کرده و تولید حباب می نماید و هر قدر محل مکش هوا و قطر سرلوله بزرگتر و سرعت عبور مایع بیشتر باشد انبساط حجمی بیشتری خواهیم داشت.

ولی آیا طبق قانون الاستیسیته، مایع کف قادر خواهد بودکه با ازدیاد سه عامل بالا انبساط حجمی زیادی تولید نماید.

الاستیسیته کف نیز میزان مشخص دارد و طبق الاستیسیته آن، سرلوله مناسب را برای آن در نظر گرفته اند و اگر سه عامل فشار (یا سرعت) ـ قطر سرلوله ـ محل مکش هوا را زیاد کنیم چون کف دارای الاستیسیته ای به آن میزان نمی باشد. در نتیجه حبابهای آن ترکیده و تولید حباب نمی گردد. پس نتیجه می گیریم که انبساط حجمی مایع کف میزان مشخصی دارد و آن بستگی به الاستیسیته کف دارد.

الاستیسیته مایع کف توسط مواد تشکیل دهنده آن تعیین می گردد. یکی از علل شکستن حبابهای کف به الاستیسیته آن مربوط می شود. یک بادکنک رادر نظر بگیرید اگر در آن هوا دمیده شود بادکنک باد می شود و انبساط حجمی پیدا می کند، حال اگر به بادکنک گرما بدهیم در اثر گرم شدن هوای داخل آن مجدداً انبساط حجمی پیدا خواهد کرد و اگر به گرما دادن ادامه دهیم بادکنک می ترکد. هنگامی که بادکنک دیگر قادر به تحمل فشار هوای داخل نباشد می ترکد. ولی قبل از ترکیدن مرتباً به حجم آن افزوده می گردد که این افزایش حجم بستگی به الاستیسیته بادکنک دارد و هر قدر الاستیسیته آن زیاد باشد قادر خواهد بود که حجم بیشتری را اشغال نماید و از ترکیدن جلوگیری بعمل آید.

نظیر همین مطلب در حبابهای کف نیز اتفاق می افتد .حبابهای کف وقتی روی مایع در حال اشتعال را می پوشاند، مقداری از حرارت حریق را جذب می نماید و این جذب  حرارت باعث می گردد که هوای داخل حبابهای گرم شده در نتیجه انبساط حجمی پیدا کنند و اگر این گرما ادامه پیدا کند فشار هوا از داخل باعث ترکیدگی حبابها می گردد. در محلهایی که دمای بالایی دارند این موضوع به خوبی مشاهده می گردد.

خود محلول کف نیز در اثر گرما انبساط حجمی پیدا می نماید، ولی چون هوای درون حبابهای کف از محلول کف انبساط حجمی بیشتری پیدا می کند باعث شکسته شدن حبابها می گردد. بعضی از کفها قادرند تا ارتفاع زیادی بر روی یکدیگر جمع شوند؛ حبابهایی که در زیر این ارتفاع قرار دارند مجبورند فشار ناشی از وزن حبابهای بالایی را تحمل کنند؛ میزان تحمل این فشار به الاستیسیته کف مربوط می گردد.

مثال:

بادکنک را مقدار کمی باد می کنیم، بادکنک هنوز قادر است که انبساط حجمی بیشتری پیدا نماید . اگر با دست بادکنک را فشار دهیم هوای داخل آن جابجا می شود و بادکنک تغییر شکل می دهد، امانمی ترکد؛ علت این عمل دارا بودن خاصیت الاستیسیته می باشد.

اگر بادکنک را باد کنیم به طوری که دیگر قادر به ازدیاد حجم نباشد و بادست به آن نیرویی وارد نماییم، نیرو به هوای داخل آن وارد شده و هوا نیروی وارده را به بادکنک انتقال می دهد و باعث ترکیدن آن می‌گردد. حبابهای زیرین کف که نیرویی از طرف حبابهای بالایی به آنها وارد می گردد باعث می شود تا حدی براثر داشتن الاستیسیته، فشار را تحمل نمایند و این تحمل فشار در کفهای مختلف بخاطر دارا بودن الاستیسیته های متفاوت، فرق می‌کند. بعضی از کفها قادرند که تا ۱۲ متر ازدیاد ارتفاع پیدا کنند؛ الاستیسیته هر کفی بیشتر باشد قادر به تحمل ارتفاع بیشتری خواهد بود.

ب ـ میزان اختلاط صحیح:

یکی از مطالب مهم و قابل توجه در امر کف رسانی اختلاط صحیح آب و مایع کف می‌باشد. همانطور که در بخش درصد مایع کف توضیح داده شد میزان اختلاط آب و مایع کف باید میزان معین و طبق درصد تعیین شده از طرف کارخانه سازنده باشد.

بر روی پمپ هایی که عملیات کف رسانی با آنها انجام می شود شیری تعبیه شده که با تنظیم این شیر میزان اختلاط صحیح آب و مایع کف را می توان با یکدیگر انجام داد.

در دستگاه تزریق کننده (INDUCTOR) نیز شیر تنظیم اختلاط آب و مایع کف نصب گردیده تا هنگام عملیات با تزریق کننده بتوان اختلاط صحیح را انجام داد. در جای خود به شرح هر یک از درجات تنظیم خواهیم پرداخت.

ج ـ فشار مناسب:

فشار پمپ در امر بازدهی کف بسیار مؤثر می باشد ، اگر فشار از حد معین زیادتر باشد سرعت عبور محلول کف در سرلوله زیاد خواهد شد و هوایی که به دنبال این محلول وارد تا جذب آن شود، فرصت آن را نخواهد داشت تا بطور کامل جذب محلول گردد و تولید حباب نماید، در نتیجه محلول با هوای کمتری در فضا پرتاب می گردد و انبساط حجمی آن کم می شود.

اگر فشار آب کمتر از حد معین باشد قدرت مکش هوا کم خواهد شد و در نتیجه هوای کمتری وارد سرلوله می گردد و باز انبساط حجمی کامل نخواهد بود. مقدار فشار در تزریق‌کننده ها یکی از مسائل بسیار مهم و قابل توجه می باشد که در بحث مربوط به آن خواهیم پرداخت.

جهت یادآوری متذکر می شویم که تشکیل کف به سه عامل بستگی دارد.

می توان سه عامل بالا را بصورت مثلثی به نام مثلث تشکیل حباب کف بیان می شود:

 

و اگر به هنگام اطفاء حریق اضلاع این مثلث با یکدیگر به میزان صحیح اختلاط پیدا کند، از مایع کف موجود حداکثر استفاده را به عمل آورده ایم. به همین سبب در عملیات کف‌رسانی باید جهت تشکیل یک مثلث صحیح سه عامل را مد نظر داشته باشیم که این سه عامل را می توان به صورت مثلثی به نام مثلث استفاده از مایع کف بیان نمود

تغییر هر یک از این سه عامل باعث اختلالاتی در امر کف سازی می گردد.

د ـ محیط عملیات :

یکی از مسائل کف رسانی که به آن کمتر توجه شده است محیط عملیات می باشد. میزان فشار هوا در نقاط مختلف زمین متفاوت می باشد. فشار هوا در ارتفاعات از فشار هوا در سطح دریا و در محل های پست زمین کمتر می باشد؛ علت این تغییر فشار میزان تراکم هوا می باشد . هر قدر از زمین ارتفاع پیدا کنیم، تراکم هوا کمتر و هر قدر به نقاط پست زمین نزول پیدا کنیم، تراکم هوا بیشتر خواهد بود.

این میزان تراکم در عمل کف رسانی مؤثر بوده و می تواند در بعضی موارد اختلالاتی در امر کف رسانی به وجود آورد. باید در طراحی و ساخت و آزمایش سرلوله های کفساز، محیط اتمسفری در نظر گرفته شود.

محیط اتمسفری به محیطی گفته می شود که فشار هوای موجود در آن ۷۶ سانتی متر جیوه باشد. حتی می توان به جرأت گفت که انبساط حجمی و مقاومت حبابهای هوای خشک و هوای مرطوب نیز تغییراتی پیدا می کند. در محیط عملیات به علت وجود گرما، هوا مرتباً در حال جابجا شدن می باشد. حال اگر سرلوله به محیط گرم نزدیک باشد هوایی که جذب سرلوله می گردد، در امر کف رسانی اشکالات زیر را بوجود می آورد.

۱ـ هوای گرم وارد سرلوله شده و با محلول کف تولیدحباب می نماید، ولی به علت گرم بودن هوا باعث شکسته شدن تعدادی از حبابها می گردد.

۲ـ هوای گرم رو به بالا حرکت می نماید، در واقع نیرویی آن را به سمت بالا می کشد (نیروی ضد جاذبه) و سر لوله کفساز در این محیط نیروئی بر هوای موجود وارد می کند تا آن را به داخل سرلوله بکشاند و در نتیجه نیروی مکش سرلوله باید مقداری انرژی صرف نماید تا بر نیروی وارد بر هوای گرم غلبه کند و سپس آنرا به داخل سرلوله بکشاند، به همین سبب از قدرت مکش هوا کم می گردد.

البته برای رفع این اشکال در دور تا دور سرلوله کفساز سوراخهای مکش هوا قرارداده‌اند تا در این محیط‌ها هوای گرم از سوراخهای زیرین به راحتی وارد سرلوله گردد، ولی این عمل جبران نقص ایجاد شده در سوراخهای بالا را ترمیم نمی کند. ناگفته نماند که بعضی از آتش‌نشانان به هنگام عملیات با سرلوله کفساز دست خود را طوری قرار می دهند که بعضی از سوراخهای سر لوله کفساز را مسدود می نمایند. این امر باعث اختلالاتی در امر مکش هوا ایجاد می کند. بنابراین محیط عملیات کف رسانی در عملیات، مهم بوده و در مدت زمان عملیات مؤثر می باشد.

 

 

هـ ـ نوع آب مصرفی :

نوع آبی که با مایع کف مخلوط می گردد در انبساط حجمی آن اثر دارد. مایع کف‌های ساخته شده فعلی با آب خالص بهترین بازدهی خود را دارند. بازدهی کف با آب شهری نسبتاً خوب بوده و تغییرات حاصل در کف بسیار جزئی و قابل اغماض می باشد. انبساط حجمی مایع کف با آب شهری به انبساط اسمی مایع کف بسیار نزدیک می باشد. هر گونه املاحی که درآب حل گردد در انبساط حجمی و بعضی از مشخصات دیگر اثرمی گذارد.

آب دریا که دارای مقداری نمک طعام (Nacl) است، چند نمونه از آبهای دریا دارای PH=8.7 می باشند. به همین سبب استفاده از این آبها در PH مایع کف اثر گذاشته و آن را به سمت بازی شدن میل می دهند.

در این حالت مقداری از انبساط حجمی مایع کف کاسته می شود و در حبابها یک حالت خورندگی ایجاد و حبابها به سرعت از بین می روند. اگر میزان نمک در آب زیاد باشد ازتولید حباب آن به قدری کاسته می شود که می توان گفت، تولید حباب نمی نماید. مایع کف در آب شور (آب دریا) به کندی حل می گردد و سرعت حل شدن مایع کف در آب شور به میزان نمک در آن بستگی دارد و هر قدر میزان نمک در آب بیشتر باشد مایع کف در این آب کندتر حل می گردد. در شهرهایی که دارای آب شور هستند این مشکل وجود دارد.

از جمله آبهایی که بر روی کف اثر می گذارند آبهایی هستند که دارای آهک (cao) می‌باشند. آب با آهک ترکیب شده و تولید هیدروکسید کلسیم می نمایند.

Cao + H_۲O                          Ca (OH)_۲

هیدروکسید کلسیم باز بوده و در نتیجه بر روی PH مایع کف اثر گذاشته، محیط کف را بازی می نماید.

اگر میزان آهک در این آبها زیاد باشد، مایع کف در آنها خوب حل نشده و حتی بعضی از مایع کف‌ها با آن ترکیب و تولید رسوب می نمایند. در این نوع آبها نیز از انبساط حجمی مایع کف کاسته می شود.

املاح موجود در آب بر روی مواد دیگر نیز اثر قابل توجهی دارند، مثلاً آبهایی که دارای مقدار نسبتاً زیادی کلسیم هستند برای طبخ مناسب نیستند و سبزیجات در آنها خوب پخته نمی شود و صابون کف نمی کند و تولید رسوب می نمایند.

املاح منیزیم نیز همین خاصیت را دارند، این نوع آبها را آبهای سخت گویند. PH آب باران حدود ۵/۶ می باشد، این مقدار در کف چندان اثر ندارد، زیرا PH مایع کفهای فعلی در همین حدود می باشد. در هر ۲۰ لیتر آب معمولی تقریباً یک سانتی متر مکعب آب سنگین وجود دارد. آب سنگین در ۸/۳ درجه منجمد و در ۴/۱۰۱ درجه می جوشد، حلالیت املاح در این آب کمتر ازآب معمولی است و قابلیت هدایت الکتریسیته محلولهای آن قدری کمتر از آب معمولی است.

کارخانه‌های صنعتی که فضولات و آبهای مصرفی خود را در رودخانه رها می کنند، معمولاً در این رودخانه ها آب دارای سنگینی بیشتری از حد معمول می باشد. بطور کلی هر املاحی که در آب وجود داشته باشد می تواند در بعضی از مشخصات فنی کف اثر نماید و آن را تغییر دهد. بعضی از اثرات قابل توجه و بعضی قابل اغماض می باشند.

۵-۱۱ـ نقطه انجماد مایع کف:

همانطور که در بحث ویسکوزیته (چسبندگی) توضیح داده شد افزایش و کاهش دما می‌تواند در حرکت مایع اثر نماید. و هر قدر دما پایین تر رود نیروی بیشتری لازم است تا مایع را به حرکت درآورد . اگر دما را پایین ببریم قبل از رسیدن به نقطه انجماد، در دمای معین مایع سیالیت خود را از دست می دهد و در لوله به سادگی جریان نمی یابد و اگر در ظرفی ریخته شود به شکل آن ظرف در نمی آید این دما را دمای حداقل کارآیی مایع گویند.

نقطه انجماد یک مایع:

دمایی است که در آن دما مایع منجمد شده و به صورت جامد در می آید. دمای انجماد یک مایع خالص میزان مشخصی بوده و با تغییرات فشار تغییر می نماید و برای تعیین نقطه انجماد یک مایع آن را در فشار اتمسفری آزمایش می نمایند. از گفته های بالا چنین نتیجه می گردد که حداقل کارایی یک مایع کف و نقطه انجماد آن در امر کف رسانی می تواند مساله مهم و قابل توجهی باشند.

در مکانی که دستگاههای ثابت کفساز تعبیه شده، این دستگاهها توسط لوله به منابع کف متصل هستند با پایین رفتن دما می تواند اثر مهمی را بر روی سرعت و زمان عملکرد مایع کف گذاشته و بعضی اوقات حتی باعث عدم کارکرد دستگاه گردد.

دمای انجماد مایع کف در سیستم های ثابت کفساز بسیار مد نظر می باشد و جهت طراحی مکان نصب این دستگاهها در نظر داشتن دمای محیط و دمای انجماد مایع کف از جمله مسائلی هستند که طراحان این رشته را بخود جلب می کنند.

از عواملی که نقطه انجماد یک مایع را تغییر می دهد ناخالصی‌های موجود در آن مایع می‌باشد، مثلاً با افزودن مقداری نمک طعام به آب معمولی می توان نقطه انجماد آن را چند درجه به زیر صفر تنزل داد. (مواد افزودنی به آب می تواند دمای انجماد آن راتغییر دهد) . افزودن ضد یخ به آب رادیاتور اتومبیل از جمله مواردی است که دمای انجماد آب را چند درجه زیر صفر پایین می برد. از خاصیت پایین آمدن نقطه انجماد ، در تهیه مخلوط های سرمازا و ضد یخ استفاده می کنند. مثلاً با مخلوط کردن یخ ونمک طعام می توان دما را تا
-۲۱٫۳ درجه سانتی گراد .

پایین آوردن نقطه انجماد مایع کف امریست مهم و از نظر فنی مشکل، زیرا با افزودن مواد جهت جلوگیری از انجماد آن، مشخصات فنی دیگر تغییر می نماید. مثلاً اگر به مایع کف مقداری نمک اضافه گردد از انبساط حجمی آن کاسته می شود، PH آن تغییر می کند و گاهی تولید رسوب می نماید و مقداری از محلولیت مایع کف می کاهد افزودن مواد دیگر مانند ضدیخ و موادی که نقطه انجماد را پایین می آورند تغییرات دیگری را نیز حاصل می‌نمایند.

نتیجه می گیریم افزودن هر نوع موادی که نقطه انجماد مایع کف را پایین ببرد کار صحیحی نبوده و باید طبق نقطه انجماد که کارخانه سازنده برای مایع کف تعیین کرده، از آن استفاده گردد. بنابراین داشتن یک مایع کف با نقطه انجماد پایین در امر کف رسانی بسیار مفید می‌باشد.

مایع کفهای فعلی که ساخته می شود بستگی به محل مصرف آن، دارای نقطه انجمادهای مخلتف می باشند. مثلاً در سیبری گاهی اوقات دما تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد نیز تنزل می‌نماید. بنابراین استفاده از مایع کف معمولی در این دما میسر نیست. در مناطق سرد سیر باید از مایع کف هایی استفاده کرد که نقطه انجماد پایین تری دارند.

در کشور ما ایران در مناطقی مانند کردستان و همدان گاهی دمای هوا به ۳۰- درجه سانتیگراد  هم می رسد در نتیجه استفاده از مایع کف‌هایی که نقطه انجماد آنها ۲۵- درجه سانتیگراد باشد مشکلاتی را در برخواهد داشت. یکی از روشهای جلوگیری از یخ زدن مایع کف ایزوله کردن منبع های مایع کف می باشد، این عمل از یخ زدگی مایع کف جلوگیری می نماید.

آگاهی از نقطه انجماد مایع کف برای یک انباردار امر ضروری است، زیرا با توجه به این مساله نگهداری مایع کف در محیط مناسب آسانتر و عمر انبارداری مایع کف می افزاید. مایع کف‌هایی که دچار یخ زدگی می گردند پس از دریافت حرارت دوباره به صورت مایع در می آیند، در این حالت مقداری از خواص خود را از دست می دهند و کمتر مایع کفی در دنیا یافت می شود که پس از اینکه از حالت یخ زدگی خارج شد خاصیت اولیه خود راکاملاً حفظ کرده باشد. نقطه انجماد مایع کف‌های امروزی توسط مواد تشکیل دهنده آن تعیین می گردد و معمولاً کف‌های امروزی تا ۲۵- درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند.

 

۵-۱۲ـ درجه تبخیر مایع کف:

اگر به آب گرما دهیم دمای آن بالا می رود و وقتی دمای آب به ۱۰۰ درجه سانتیگراد در فشار یک اتسمفر برسد آب تبخیر می گردد و به صورت بخار آب در می آید. یکی از عواملی که در تبخیر آب مؤثر می باشد فشار است با تغییر فشار دمای تبخیر نیز تغییر می کند، با کم شدن فشار درجه تبخیر پایین می آید و با زیاد شدن فشار، دمای تبخیر مایعات بالا می رود.

جهت بدست آوردن درجه تبخیر مایعات آنها را در فشار اتمسفر قرار می دهند. یکی از راههای تغییر مایعات، ناخالصی ها هستند. مثلاً با افزودن مقداری نمک طعام می توان درجه تبخیر آب را تغییر داد. حبابهای کف وقتی محیطی را می پوشانند در اثر حرارت محیط مقداری از آب داخل آن تبخیر شده و باعث از بین رفتن حبابها می گردد.

دمای تبخیر آب موجود در داخل حبابهای کف به محلولیت مایع کف و حلالیت نوع آب مصرفی بستگی دارد. اگر حلالیت آب و محلولیت مایع کف کم باشد مقاومت حبابها در برابر حرارت کم خواهد شد، زیرا مایع کف به خوبی در آب حل نشده و یک حالت مخلوط مانند به خود می گیرند که این موضوع باعث می گردد که آب موجود به بخار تبدیل گردد و مایع کف به صورت پودری شکل در آید.

ولی اگر حلالیت آب و محلولیت مایع کف زیاد باشد مقاومت حبابهای کف را در برابر حرارت زیاد می نماید و از تبخیر شدن آب تا حد زیادی جلوگیری به عمل می آید. درجه تبخیر مایع کف هر قدر بالاتر باشد آن مایع کف مرغوب تر است.

درجه تبخیر مایع کف در امر کف رسانی قابل توجه بودن و در محاسبات سیستم های ثابت می تواند جایی را برای خود اشغال نماید.

انبار کردن مایع کف در محیطی که دمای آن بالا باشد می تواند مشکلاتی را برای یک انباردار ایجاد نماید. آگاهی از درجه تبخیر مایع کف این امکان را می دهد که دمای محیط را جهت ذخیره سازی و نگهداری آن مناسب انتخاب نمود.

۵-۱۳ـ مقاومت در برابر حرارت :

تمام مواد موجود در روی کره خاکی در برابر حرارت تغییر شکل می دهند و ممکن است خواص اولیه خود را از دست بدهند و یا خواص تازه ای بدست می آورند.

بطور کلی مواد به دو صورت تغییر می کنند: الف  تغییرات فیزیکی ب  تغییرات شیمیایی .

الف ) تغییرات فیزیکی : تغییراتی که ماهیت ماده تغییرنمی کند و تغییر در شکل ظاهری آن می باشد مثلH_۲O که به سه صورت جامد ـ مایع و گاز در دماهای مختلف ایجاد می‌گردد.

ب ) تغییرات شیمیایی: تغییراتی که ماهیت ماده تغییر می کند و بعد از تغییر ایجاد شده، دیگر ماده اولیه رانخواهیم داشت، مثل سوختن یک کاغذ که بعد از سوختن دیگر ماهیت کاغذ تغییر کرده است.

تبخیر آب درون حبابهای کف و یا تبخیر آب مایع یک تغییر فیزیکی می باشد و تغییر حبابهای کف در مقابل تجزیه شدن در حرارت یک تغییر شیمیایی محسوب می گردد. هر قدر مایع کف در مقابل این تغییرات مقاوم تر باشد مرغوب تر است. تغییرات شیمیایی شکل ظاهری مایع کف را تغییر می دهند.

۵-۱۴ـ قدرت جذب آب :

وقتی آب درون حبابهای کف تبخیر می شود مایع کف به صورت پودری شکل درمی آید. اما قبل از اینکه به این مرحله برسد محلول آب و مایع کف از یکدیگر جدا می شوند. زمان جدا شدن آب و مایع کف بستگی به قدرت جذب بین ملکولهای آب و مایع کف دارد. هر قدر قدرت جاذبه بین ملکولی آب و مایع کف بیشتر باشد قدرت این پیوستگی بیشتر است و  مایع کف در مقابل جدایش آب مقاومت می کند و اگر مقاومت بین مولکولها کم باشد جدایش آب آن صورت می گیرد.

از عواملی که موجب جدا شدن آب و مایع کف می گردد حرارت می باشد؛ این حالت به مواد تشکیل دهنده مایع کف بستگی دارد که در مایع کف‌های مختلف فرق می کند.

مایع کف‌ها بسته به نوع مواد تشکیل دهنده، قدرت جدایش آب آنها متفاوت می باشد و مقاومت مایع کف در برابر حرارت از روی مواد تشکیل دهنده آن تعیین می گردد.

هر مایع کفی که قدرت جذب آب آن بیشتر و از جدایش آب جلوگیری کند مرغوبتر است.

یکی از مشخصات ظاهری قدرت جذب آب یک مایع کف از روی هماهنگی بین حبابهای آن نمایان می گردد.

هر مایعی که جاذبه بین مولکولهای آن با آب زیاد باشد حبابهای آب یکنواخت‌تر می‌گردند. مایع کف‌هایی که جدایش آب حبابهای آن زیاد است. دارای حبابهای ناهماهنگی می شوند. حبابهای هماهنگ در حرکت کف اثر گذاشته و باعث می گردد که حرکت حبابها بر روی سطح مورد نظر یکنواخت گردد، ولی اگر حبابها ناهماهنگ باشند حرکت یکنواخت نبوده و کنترل زمان و محاسبه آن از دست طراحان خارج می گردد و یا در این صورت باید ضریب افت حرکت را روی سطح در نظر بگیرید.