在管道足够长且燃烧足够快的条件下,火焰会依次经历爆燃、不稳定爆轰、稳定爆轰等几个燃烧阶段(图3)。低压爆燃阶段,速度一般可达到112m/s,压力为0.1MPa;中压爆燃阶段,速度一般可达到20Om/s,压力为0.4MPa;高压爆燃阶段,速度一般可达到30Om/s,压力为2MPa;爆轰阶段,速度一般可达到1900m/s,压力为3.5MPa;过度爆轰阶段,速度一般可达到2300m/s,压力为21MPa;稳定爆轰阶段,速度一般可达到1830m/s,压力为35MPa。
阻火器分类根据安装位置可以分为阻爆燃型和阻爆轰型。
阻火器的性能及选用
阻火性能参数
a)气体熄灭直径。使火焰不能继续传播的阻火器的大通道直径称为气体熄灭直径。气体熄灭直径大小取决于气体种类,并直接关系到阻火器的阻火性能。在设计阻火器时,应根据可燃气体燃烧速度选取熄灭直径,一般以丙烷为设计参考,这种估算方法对大多数饱和烃和易燃气体适用,但不适用燃烧速度更快的易燃气体。一般来说,阻火层通道或孔隙直径可按气体熄灭直径来选取,但由于爆燃火焰速度远快于标准燃烧速度,因此,在实际设计中,阻火层通道或孔隙直径按半气体熄灭直径选取,当然也可通过增加阻火层厚度来提高阻火器效能。阻火层的孔隙大小是影响阻火效能的重要因素,易燃气体熄灭直径大小直接关系到阻火层的孔隙尺寸。熄灭直径可以通过实验来测定,也可以通过熄灭间隙来近似估算
关于阻火器的工作原理,目前传热作用
燃烧所需要的必要条件之一就是要达到一定的温度,即着火点。低于着火点,燃烧就会停止。依照这一原理,只要将燃烧物质的温度降到其着火点以下,就可以阻止火焰的蔓延。当火焰通过阻火元件的许多细小通道之后将变成若干细小的火焰。设计阻火器内部的阻火元件时,则尽可能扩大细小火焰和通道壁的接触面积,强化传热,使火焰温度降到着火点以下,从而阻止火焰蔓延。主要有两种观点:一是基于传热作用;一是基于器壁效应。