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阻火器工作原理

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关于阻 火器的工作原理,主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。

阻火器传热作用

    燃烧所 需要的必要条件之一就是要达到一定的温度,即着火点。低于着火点,燃烧就会停止。依照这一原理,只要将 燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以 阻止火焰的蔓延。当火焰 通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计阻 火器内部的阻火元件时,则尽可 能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰 温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。

阻火器器壁效应

    燃烧与 爆炸并不是分子间直接反应,而是受 外来能量的激发,分子键遭到破坏,产生活化分子,活化分 子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基,自由基 与其它分子相撞,生成新的产物,同时也 产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。当燃烧 的可燃气通过阻火元件的狭窄通道时,自由基 与通道壁的碰撞几率增大,参加反 应的自由基减少。当阻火 器的通道窄到一定程度时,自由基 与通道壁的碰撞占主导地位,由于自 由基数量急剧减少,反应不能继续进行,也即燃 烧反应不能通过阻火器继续传播。
随着阻 火器通道尺寸的减小, 自由基 与反应分子之间碰撞几率随之减少, 而自由 基与通道壁的碰撞几率反而增加, 这样就 促使自由基反应减低。当通道 尺寸减少到某一数值时, 这种器 壁效应就造成了火焰不能继续传播的条件, 火焰即被阻止。因此器 壁效应是防止火焰的主要机理。

MESG

火焰通 过阻火元件的细小通道并在通道内降温。当火焰 被分割小到一定程度时,经通道 移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下,使火焰熄灭。或由器壁效应解释,当通道 窄到一定程度时,自由基 与管道壁的碰撞占主导地位,自由基大量减少,燃烧反 应不能继续进行。因此,把在一定条件下(0. 1 MPa ,20 ℃) 刚好能 够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大实验安全间隙”(MESG,Maximum Experimental Safe Gap) 。阻火元 件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素,不同气体具有不同的MESG值。因此,在选择阻火器时, 应根据 可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时,又根据MESG值将气 体划分为几个等级。国际上 经常采用两类方法。一是美 国全国电气协会(NEC) 的分类法,它根据气体的MESG值将气 体分为四个等级(A ,B ,C ,D) ;另一类 是国际电工协会( IEC) 的方法,它也将 气体分为四个等级( IIC , IIB , IIA 及I) 。
    在选用阻火器时,即可在 设计规定使用的规范中首先查出所用可燃气体的等级,然后根 据该组气体对应的MESG 值来选 择相应的阻火元件。




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