阻火器的阻火原理分析

大多數(shù)阻火器是由能夠通過氣體的許多細(xì)小通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成，對(duì)這些通道或孔隙要求盡量小，小到能使火焰被熄滅。火焰能夠被熄滅的機(jī)理是傳熱作用和器壁效應(yīng)。

1、阻火器傳熱作用

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。由于通道的傳熱面積大，火焰通過通道壁進(jìn)行熱交換后，溫度下降，達(dá)到一定程度火焰可以熄滅。根據(jù)英國(guó)羅卜爾(M·Roper)對(duì)波紋型阻火器進(jìn)行的試驗(yàn)表明，當(dāng)把阻火器的材料的導(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。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。

2、阻火器器壁效應(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(xué)能等)的激發(fā)下，使分子鍵受到破壞，產(chǎn)生具備反應(yīng)能力的分子(稱為化學(xué)分子)，這些活性分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，首先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的結(jié)果除了生成物之外，還能產(chǎn)生新的自由基。這些新的自由基反復(fù)地反應(yīng)，又消耗又生成，不斷地進(jìn)行下去。

由此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)。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)是阻止火焰的主要機(jī)理。