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波纹阻火器的传热作用、器壁效应和性能要求

2020/11/16 10:06:56      点击:45

不锈钢波纹阻火器

       阻火器(又名防火器、隔火器)是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸气的火焰蔓延的安全装置。阻火器按用途可将其分为储罐阻火器、加油站阻火器、加热炉阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤气输送管阻火器等。

一、阻火器的阻火机理

       大多数的阻火器都是由能够通过气体的许多细小通道或孔隙的固体材质所组成,而对这些通道或孔隙要求尽量小到能使火焰被熄灭。导致火焰能够被熄灭的机理就是传热作用和器壁效应。

1、阻火器的传热作用

      波纹板式阻火器是由许多细小通道或孔隙组成的,当火焰进入到这些细小通道后就会形成许多细小的火焰流。由于通道的传热面积大火焰通过通道壁进行热交换后温度下降达到一定程度火焰可以熄灭。根据英国罗卜尔(M·Roper)对波纹型阻火器进行的试验表明当把阻火器材料的导热性提高460倍时其熄灭直径仅改变2.6%。这说明材质问题是次要的。也就是说传热作用只是熄灭火焰的一种原因但还不是其主要的原因。

2、阻火器的器壁效应

      根据了燃烧与爆炸连锁反应理论认为燃烧与爆炸现象不是分子间直接作用的结果,而是在外来能源(热能、辐射能、电能、化学能等)的激发下使分子键受到破坏,产生具备反应能力的分子(称为活性分子),而这些活性分子发生化学反应时首先分裂为十分活泼而寿命短促的自由基。化学反应就是靠着这些自由基进行的。自由基在与另一分子作用的结果除了生成物之外还能产生新的自由基。这些新的自由基不断反复地反应又消耗又生成不断地进行下去。由此可知易燃混合气体自行燃烧(在开始燃烧后又没有外界能源的作用)的条件是:新产生的自由基数等于或大于消失的自由基数。随着阻火器通道尺寸被减小让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子就能够促使自由基反应的减低。当通道的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。因此器壁效应才是阻止火焰的主要机理。

二、阻火器的最基本性能要求

      管端阻火器的阻火性能应能够达到GB5908《石油储罐阻火器阻火性能和试验方法》规定:

      ①阻火器的壳体应能承受不小于0.9MPa的水压无泄漏、无裂痕或永久变形;

      ②阻火器应能连续阻爆试验13次每次都能阻火;

      ③阻火器应能够经受耐烧试验1h在此期间无回火。

      管道阻火器的阻火性能应能够达到GB13347《石油气体管道阻火器阻火性能和试验方法》规定:

      ①阻火器壳体应能承受1.5倍于设计压力的水压试验无渗漏;

      ②阻爆燃型阻火器必须连续经受住13次阻爆燃试验每次必须阻止亚音速火焰通过;

      ③阻爆轰型阻火器必须连续经受住13次阻爆轰试验每次必须阻止超音速火焰通过。