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波纹阻火器的传热作用、器壁效应和性能要求

2020-12-09 14:54:07
发布者:东锐石化机械

阻火器(又称防火器)是防止可燃气体和可燃液体蒸汽火势蔓延的安然装置。低阻火器按用途可分为储罐低阻火器、加油站低阻火器、加热炉低阻火器、火炬低阻火器、发射管道低阻火器、燃气输送管道低阻火器等。

1.阻火机制。

大多数低阻火器由固体材料组成,能够通过气体的许多小通道或孔隙,这些气体需要小到足以使火焰熄灭。使火焰能够熄灭的机理就是传热作用和气壁效应。

1.阻止火器的传热作用

波纹板阻火器的火焰是由这些小通道或孔隙制成的,当火焰进入这些小通道时,就会形成许多小的火焰流。由于通道的传热面积较大,火焰通过通道壁进行换热后,当温度下降到确定程度时,火焰就可以熄灭。英国Mroper对波纹型阻火器进行的实验表明,当阻火器材料的导热系数提高460倍时,其消失直径仅改变了2.6%。这说明材质问题是次要的。也就是说,传热作用只是导致火焰熄灭的一个原因,还不是其主要原因。

2.低地火器的奇壁效应。

根据燃烧与爆炸链式反应理论,燃烧爆炸现象不是分子间直接作用造成的,外来能量(热能,辐射能、电能、化学能等)的刺激下,分子键被破坏,从而产生具有反应能力的分子(称为活性分子),这些活性分子在发生化学反应时首先分裂成非常活跃、寿命短的自由基。化学反应就是由这些自由基进行的。除了自由基与其他分子作用的结果产物外,还可能产生新的自由基。这些新的自由基在反复反应、消耗和生成中不断进行。由此可知,可燃混合气体自燃的条件(开始燃烧后也没有外部能量的作用),新产生的自由基数等于或大于消灭的自由基数。有,随着电阻通道尺寸的减小,自由基与反应分子间的碰撞概率减小,自由基与通道壁的碰撞概率反而增加,可推进自由基反应的降低。当通道尺寸减小到某一数值时,由于异器壁效应,使火势无法继续扩散的条件,导致火势阻塞。所以奇壁效应才是阻挡火焰的主要机制。

2.阻拦火器最基本的性能要求。

管端阻火器的阻火器性能应能达到gb5908《储油罐阻火器阻火器性能及测试方法》规定:

①阻火器的壳体对0.9 mpa以上的水压应能承受且不渗漏、不开裂或长时间变形;

②阻拦火器应能连续进行13次阻爆试验。

(3)低阻火器应能耐受内燃试验1h,在此期间不得复燃。

管道阻火器的阻火器性能应能达到gb13347《油气管道阻火器阻火器性能及测试方法》规定:

①阻拦火器壳体应在承受1.5倍设计压力的水压试验中无泄漏。

②性能稳定型阻隔火器要连续经受住13次性能稳定试验,每次需要阻止亚音速火焰通过。

③性能稳定型断路器要连续经受住13次性能稳定试验,每次都要阻止超音速火焰通过。