阻火器的工作原理及效用分析

關于阻火器的工作原理，目前主要有兩種觀點：一是基于傳熱作用；一是基于器壁效應。

1、傳熱作用

燃燒所需要的必要條件之一就是要達到一定的溫度，即著火點。低于著火點，燃燒就會停止。依照這一原理，只要將燃燒物質的溫度降到其著火點以下就可以阻止火焰的蔓延。當火焰通過阻火元件的許多細小通道之后將變成若干細小的火焰。設計阻火器內部的阻火元件時，則盡可能擴大細小火焰和通道壁的接觸面積，強化傳熱，使火焰溫度降到著火點以下，從而阻止火焰蔓延。

2、器壁效應

燃燒與爆炸并不是分子間直接反應，而是受外來能量的激發，分子鍵遭到破壞產生活化分子，活化分子又分裂為壽命短但卻很活潑的自由基，自由基與其它分子相撞，生成新的產物，同時也產生新的自由基再繼續與其它分子發生反應。當燃燒的可燃氣通過阻火元件的狹窄通道時，自由基與通道壁的碰撞幾率增大，參加反應的自由基減少。當阻火器的通道窄到一定程度時，自由基與通道壁的碰撞占主導地位，由于自由基數量急劇減少，反應不能繼續進行，也即燃燒反應不能通過阻火器繼續傳播。

3、最大實驗安全間隙—MESG值

火焰通過阻火元件的細小通道并在通道內降溫。當火焰被分割小到一定程度時，經通道移走的熱量足以將溫度降到可燃物燃點以下，使火焰熄滅。或由器壁效應解釋，當通道窄到一定程度時，自由基與管道壁的碰撞占主導地位，自由基大量減少，燃燒反應不能繼續進行。因此，把在一定條件下(0.1MPa，20℃)剛好能夠使火焰熄滅的通道尺寸定義為“最大實驗安全間隙”(MESG，Maximum Experimental Safe Gap)。阻火元件的通道尺寸是決定阻火器性能的關鍵因素，不同氣體具有不同的MESG值。

因此，在選擇阻火器時，應根據可燃氣體的組成確定其MESG值。在具體選擇時，又根據MESG值將氣體劃分為幾個等級。目前國際上經常采用兩類方法。一是美國全國電氣協會(NEC)的分類法，它根據氣體的MESG值將氣體分為四個等級(A、B、C、D)；另一類是國際電工協會(IEC)的方法，它也將氣體分為四個等級(IIC、IIB、IIA及I)。兩種標準劃分的各類氣體的MESG值及測試氣體如表1所示。

表1 兩種MESG分類標準

這樣，在選用阻火器時，即可在設計規定使用的規范中首先查出所用可燃氣體的等級，然后根據該組氣體對應的MESG值來選擇相應的阻火元件。