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阻火器的阻火機理
| 大多數阻火器是由能夠通過氣體的許多細小、均勻或不均勻的通道或孔隙的固體材質所組成，對這些通道或孔隙要求盡量的小，小到只要能夠通過火焰即可。這樣，火焰進入阻火器后就分成許多細小的火焰流被熄滅。 火焰能夠被熄滅的機理是傳熱作用和器壁效應。 1．傳熱作用 阻火器能夠阻止火焰繼續傳播并迫使火焰熄滅的因素之一是傳熱作用。我們知道，阻火器是由許多細小通道或孔隙組成的，當火焰進入這些細小通道后就形成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大，火焰通過通道壁進行熱交換后，溫度下降，到一定程度時火焰即被熄滅。根據英國羅卜爾（M．Roper）對波紋型阻火器進行的試驗表明，當把阻火器材料的導熱性提高460倍時，其熄滅直徑（即火焰熄滅的通道直徑）僅改變2．6%。這說明材質問題是次要的。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。 羅卜爾用涂膠的褐色紙制成一個波紋型阻火器，經過5次試驗，僅僅是正對火焰前面的紙的邊緣彎曲了，部分的通道被堵塞，但是紙并沒有炭化。以后又換用聚氯乙烯制成的阻火器進行試驗也取得了類似的結果。因此，對于作為阻爆用的阻火器來說，其材質的選擇不是太重要的。但是在選用材質時應考慮其機械強度和耐腐蝕等性能。 2．器壁效應 根據燃燒與爆炸連鎖的反應理論，認為燃燒與爆炸現象不是分子間直接作用的結果，而是在外來能源（熱能、輻射能、電能、化學反應能等）的激發下，使分子鍵受到破壞，產生具備反應能力的分子（稱為活性分子），這些具有反應能力的分子發生化學反應時，首先分裂為十分活潑而壽命短促的自由基。這樣自由基又消耗又生成如此不斷地進行下去。已知可燃氣體自行燃燒（在開始燃燒后，沒有外界能源的作用）的條件是：新產生的自由基數等于或大于消失的自由基數。當然，自行燃燒與反應系統的條件有關，如溫度、壓力、氣體濃度、容器的大小和材質等。 隨著阻火器通道尺寸的減小，自由基與反應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減低。當通道尺寸減小到某一數值時，這種器壁效應就造成了火焰不能繼續進行的條件，火焰即被阻止。 由此可知，器壁效應是阻火器阻止火焰作用的主要機理。由此點出發，可以設計出各種結構形式的阻火器，以滿足工業上的需要。 |