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,對這些通道或孔隙要求盡量小,小到能使火焰被熄滅?;鹧婺軌虮幌绲臋C(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)英國羅卜爾(M·Roper)對波紋型阻火器進(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,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,首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基?;瘜W(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,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。
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