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防爆阻火器傳熱作用及器壁效應

日期:2020-02-29 13:05
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摘要:
 防爆阻火器傳熱作用及器壁效應
一、傳熱作用
管道阻火器能夠阻止火焰繼續傳播并迫使火焰熄滅的因素之一是傳熱作用。我們知道,阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的,當火焰進入這些細小通道后就形成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大,火焰通過通道壁進行熱交換后,溫度下降,到一定程度時火焰即被熄滅。進行的試驗表明,當把阻火器材料的導熱性提高460倍時,其熄滅直徑僅改變2.6%。這說明材質問題是次要的。即傳熱作用是熄滅火焰的一種原因,但不是主要的原因。因此,對于作為阻爆用的阻火器來說,其材質的選擇不是太重要的。但是在選用材質時應考慮其機械強度和耐腐蝕等性能。
二、器壁效應
根據燃燒與爆炸連鎖反應理論,認為燃燒炸現象不是分子間直接作用的結果,而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學反應能等)的激發下,使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。化學反應是靠這些自由基進行的。自由基與另一分子作用,作用的結果除了生成物之外還能產生新的自由基。這樣自由基又消耗又生新的如此不斷地進行下去。可知易燃混合氣體自行燃燒(在開始燃燒后,沒有外界能源的作用)的條件是:新產生的自由基數等于或大于消失的自由基數。當然,自行燃燒與反應系統的條件有關,如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質等。隨著阻火器通道尺寸的減小,自由基與反應分子之間碰撞幾率隨之減少,而自由基與通道壁的碰幾率反而增加,這樣就促使自由基反應減低。當通道尺寸減小到某一數值時,這種器壁效應就造成了火焰不能繼續進行的條件,火焰即被阻止。由此可知,器壁效應是阻火器阻火焰作的主要機理。由此點出發,可以設計出知種結構形式的阻火器,滿足工業上的需要。
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