大口徑管道阻火器的阻火速度較低的主要原因有那些？

大口徑管道阻火器的阻火速度較低主要有以下幾方面原因：首先，管道內(nèi)壓力沖擊波遇到阻火單元或壁面時(shí)會發(fā)生反射，產(chǎn)生反射壓力波。反射壓力波與火焰陣面相交，導(dǎo)致與火焰?zhèn)鞑シ较蛳喾吹臍饬鲿种苹鹧嫠俣取５谠诨鹧鎮(zhèn)鞑コ跗?，反射壓力波較小，并不足以影響火焰?zhèn)鞑ズ突鹧娼Y(jié)構(gòu)。隨著管道長度的不斷增加(L/D=50)，燃燒化學(xué)反應(yīng)逐漸加快，爆炸能量釋放速率、爆炸壓力增大，反射壓力波強(qiáng)度也隨之增大。在反射壓力波的作用下，氣流產(chǎn)生劇烈逆向流動，火焰?zhèn)鞑ナ艿矫黠@抑制。隨著反射壓力波不斷疊加，其對火焰?zhèn)鞑サ囊种埔裁黠@增強(qiáng)，從而使傳播至阻火器時(shí)的火焰速度迅速減小。因此可見壓力波對火焰作用的表觀特征是影響火焰速度，而其內(nèi)在作用是導(dǎo)致層流向湍流轉(zhuǎn)變，影響火焰陣面結(jié)構(gòu)的變化。

其次，火焰在管道阻火器系統(tǒng)內(nèi)傳播時(shí)，火焰鋒面內(nèi)燃燒化學(xué)反應(yīng)在邊界上產(chǎn)生了很高的溫度和很大的濃度梯度，從而與管道壁面發(fā)生了強(qiáng)烈的熱量和能量交換。由于粘性力與熱量傳遞正比于潤濕面積。而與爆燃波相關(guān)的總動量取決于體積(管道截面積乘以反應(yīng)區(qū)長度)，所以可以看到爆燃速度的虧損依賴于表面積與體積之比。由于熱量損失，臨近管壁的混合物層中的化學(xué)反應(yīng)速率將明顯下降。因此在混合物層內(nèi)，用于維持燃燒波的總化學(xué)能將減少。同樣，這種機(jī)制也與表面積與體積之比有關(guān)。因此，隨著管道體積的逐漸增加，將會產(chǎn)生較大的速度虧損，從而抑制了火焰?zhèn)鞑ァ?/p>

另外，由于實(shí)驗(yàn)管道采用分段連接，氣流經(jīng)過法蘭連接部分時(shí)，會產(chǎn)生局部阻力，當(dāng)點(diǎn)火位置距離阻火器較遠(yuǎn)時(shí)(D=400mm、L/D=50)，阻力較大；管道壁面的粗糙度會對高速傳播的火焰區(qū)也產(chǎn)生影響，即摩擦阻力。隨著幾何粗糙度越大，產(chǎn)生的管道總阻力值也就越大。