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阻火器的阻火機理
| 大多數(shù)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(zhì)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即可。這樣，火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅。 火焰能夠被熄滅的機理是傳熱作用和器壁效應。 1．傳熱作用 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。根據(jù)英國羅卜爾（M．Roper）對波紋型阻火器進行的試驗表明，當把阻火器材料的導熱性提高460倍時，其熄滅直徑（即火焰熄滅的通道直徑）僅改變2．6%。這說明材質(zhì)問題是次要的。也就是說傳熱作用是熄滅火焰的一種原因，但不是主要的原因。 羅卜爾用涂膠的褐色紙制成一個波紋型阻火器，經(jīng)過5次試驗，僅僅是正對火焰前面的紙的邊緣彎曲了，部分的通道被堵塞，但是紙并沒有炭化。以后又換用聚氯乙烯制成的阻火器進行試驗也取得了類似的結(jié)果。因此，對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)時應考慮其機械強度和耐腐蝕等性能。 2．器壁效應 根據(jù)燃燒與爆炸連鎖的反應理論，認為燃燒與爆炸現(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、化學反應能等）的激發(fā)下，使分子鍵受到破壞，產(chǎn)生具備反應能力的分子（稱為活性分子），這些具有反應能力的分子發(fā)生化學反應時，首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。這樣自由基又消耗又生成如此不斷地進行下去。已知可燃氣體自行燃燒（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)。當然，自行燃燒與反應系統(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減低。當通道尺寸減小到某一數(shù)值時，這種器壁效應就造成了火焰不能繼續(xù)進行的條件，火焰即被阻止。 由此可知，器壁效應是阻火器阻止火焰作用的主要機理。由此點出發(fā)，可以設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)形式的阻火器，以滿足工業(yè)上的需要。 |