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      小小阻火器,發揮大作用,你裝對了嗎

      2020-10-7 22:30:18      點擊:

      實驗室中經常會使用到各種可燃氣體,比如氫氣、乙炔、甲烷等。在實驗室氣路設計規劃過程中,可燃氣體管路會用到阻火器,它可以防止外部火焰竄入存有易燃易爆氣體的設備、管道內或阻止火焰在設備、管道間蔓延。阻火器是應用火焰通過熱導體的狹小孔隙時,由于熱量損失而熄滅的原理設計制造。



      工作原理

      大多數阻火器是由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質所組成,對這些通道或孔隙要求盡量的小,小到只要能夠通過火焰就可以。這樣,火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅;鹧婺軌虮幌绲臋C理是傳熱作用器壁效應。


      小科普 

      傳熱作用我們知道阻火器是由許多細小通道或空隙組成,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。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;瘜W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?芍兹蓟旌蠚怏w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。



      JGJ 91-2019科研建筑設計標準中有規定:可燃氣體管道連接用氣設備支管應設置阻火器。GB50177-2005氫氣站設計規范有規定:氫氣放空管,應設阻火器。阻火器應設在管口處。比較以上兩個規定,不難發現,兩處阻火器距離火源點都很近。為什么?

      火焰在充滿可燃氣體管道中的傳播速度隨火焰的傳播有很大的變化。如果點燃充滿可燃氣體的水平管道的一端,火焰首先傳向管壁,然后迅速向還未引燃的氣體傳播,燃燒產生的熱量使得燃燒氣體迅速膨脹,氣體膨脹又導致可燃氣體前端被壓縮,產生“壓升”;鹧媲岸藲怏w被壓縮,密度增加,燃燒傳播速度加快,燃燒時產生的熱量增多,導致可燃氣體前端更劇烈的“壓升”。由于火焰在管道中傳播的這一特性,使得火焰傳播速度可以從零加速至聲速甚至超聲速,火焰前端壓力也可增至約20MPa。因此,火源點距阻火器的距離,可能會由爆燃轉變為爆轟,火焰前端壓力的增加,對阻火原件耐壓能力提出了更為嚴格的要求。

      由于目前市面上阻火器種類、規格有限,安全考慮,在滿足工藝條件的情況下,應盡可能使之靠近火源點,以降低對阻火器的制造要求,同時,在保證安全的前提下提高經濟性。

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