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阻火器工作原理(圖)
來源:urbansustrans.cn作者:上海凱利科閥門有限公司更新時(shí)間:2023-03-31 10:03:39
阻火器(Flame Arrester)用來阻止易燃?xì)怏w和易燃液體蒸汽的火焰蔓延的安全裝置。一般安裝在輸送可燃?xì)怏w的管道中,或者通風(fēng)的槽罐上,阻止傳播火焰(爆燃或爆轟)通過的裝置,由阻火芯、阻火器外殼及附件構(gòu)成。
阻火器工作原理(圖)
1、阻火器主要由殼體和濾芯兩部分組成。殼體應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,以承受爆炸產(chǎn)生的沖擊壓力。濾芯是阻止火焰?zhèn)鞑サ闹饕獦?gòu)件,常用的有金屬網(wǎng)濾芯和波紋型濾芯兩種。金屬網(wǎng)型濾芯用直徑0.23~0.315mm的不銹鋼或銅網(wǎng),多層重疊組成。國內(nèi)的阻火器通常采用16~22目金屬網(wǎng),為4~12層。
2、阻火器也常用在輸送易燃?xì)怏w的管道上。假若易燃?xì)怏w被引燃,氣體火焰就會(huì)傳播到整個(gè)管網(wǎng)。為了防止這種危險(xiǎn)的發(fā)生,也要采用阻火器。阻火器也可以使用在有明火設(shè)備的管線上,以防止回火事故。但它不能阻止敞口燃燒的易燃?xì)怏w和液體的明火燃燒。
(1) 傳熱作用
管道阻火器能夠阻止火焰繼續(xù)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(xì)小通道或孔隙組成的,當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)小通道后就形成許多細(xì)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(jìn)行熱交換后,溫度下降,到一定程度時(shí)火焰即被熄滅。進(jìn)行的試驗(yàn)表明,當(dāng)把阻火器材料的導(dǎo)熱性提高460倍時(shí),其熄滅直徑僅改變2.6%。這說明材質(zhì)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(duì)于作為阻爆用的阻火器來說,其材質(zhì)的選擇不是太重要的。但是在選用材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮其機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等性能。
(2) 器壁效應(yīng)
根據(jù)燃燒與爆炸連鎖反應(yīng)理論,認(rèn)為燃燒炸現(xiàn)象不是分子間直接作用的結(jié)果,而是在外來能源(熱能、輻射能、電能、化學(xué)反應(yīng)能等)的激發(fā)下,使分子分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。化學(xué)反應(yīng)是靠這些自由基進(jìn)行的。自由基與另一分子作用,作用的結(jié)果除了生成物之外還能產(chǎn)生新的自由基。這樣自由基又消耗又生新的如此不斷地進(jìn)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(chǎn)生的自由基數(shù)等于或大于消失的自由基數(shù)。當(dāng)然,自行燃燒與反應(yīng)系統(tǒng)的條件有關(guān),如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質(zhì)等。隨著阻火器通道尺寸的減小,自由基與反應(yīng)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(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減小到某一數(shù)值時(shí),這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)進(jìn)行的條件,火焰即被阻止。由此可知,器壁效應(yīng)是阻火器阻火焰作的主要機(jī)理。由此點(diǎn)出發(fā),可以設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)形式的阻火器,滿足工業(yè)上的需要。
 
阻火器結(jié)構(gòu)原理
隨著阻火器通道尺寸的減小, 自由基與反應(yīng)分子之間碰撞幾率隨之減少, 而自由基與通道壁的碰撞幾率反而增加, 這樣就促使自由基反應(yīng)減低。當(dāng)通道尺寸減少到某一數(shù)值時(shí), 這種器壁效應(yīng)就造成了火焰不能繼續(xù)傳播的條件, 火焰即被阻止。因此器壁效應(yīng)是防止火焰的主要機(jī)理。
1、阻火器主要由閥體、阻火網(wǎng)、螺絲、法蘭組成。
2、阻火器的阻火層越多層,阻火效果越明顯,13次連續(xù)阻止火焰需要至少兩層阻火網(wǎng)。
3、阻火器結(jié)構(gòu)簡單,阻火層容易拆卸更換,
4、大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細(xì)小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成。
5、阻火元件的縫隙或通道盡量小,因而當(dāng)火焰進(jìn)入阻火器后,被阻火元件分成許多細(xì)小的火焰流,由于傳熱作用(氣體被冷卻)和器壁效應(yīng),火焰流猝滅。
6、波紋型濾芯用不銹鋼、銅鎳合金、鋁或鋁合金支撐。波紋型阻火器能阻止爆燃的猛烈火焰,并能承受相應(yīng)的機(jī)械和熱力作用,流動(dòng)阻力小,易于清洗和更換。
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