波纹型阻火器设计课程设计

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1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学生姓名学生姓名: 学学 号：号： 学学 院院: 化工与环境学院 专专 业业: 安全工程 题题 目目: 波纹型阻火器设计（乙炔/空气） 2015 年 1 月 22 日 目录目录 1 绪论 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2 机械阻火器 2 2.1 阻火器的工作原理 2 2.2 阻火器的种类 3 2.3 阻火器主要应用场所 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2.4 阻火器特点 4 3 波纹型阻火器（乙炔/空气）设计 5 3.1 RZGB-1 型波纹型阻火器 5 3.2 波纹型阻火器结构 6 3.3 阻火器结构设计 7 3.4 阻火器性能测

2、试 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 4 课程设计总结 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 参考文献 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 附图 附图 2011 级中北大学安全工程专业课程设计 1 1 1 绪论绪论 爆炸阻隔是一种利用隔爆装置将设备内发生的燃烧或爆炸火焰实施阻隔， 使 之无法通过管道传播到其他设备中去的一种防爆技术措施。 隔爆技术措施按作用 机制不同，分为机械隔爆和化学隔爆两种类型，隔爆装置主要有工业阻火器、主 动式隔爆装置和被动式隔爆装置等几种类型。工业阻火器又分为机械阻火器、液 封阻火器和料封阻火器等类型，主要用于阻隔燃烧和爆炸初期火焰蔓延；主动式 隔爆装置通过

3、传感器探到的爆炸信号实施制动； 被动式隔爆装置则依靠爆炸波本 身引发制动。 本次设计产品为波纹型阻火器 （乙炔/空气） ， 为机械阻火器的一种。 阻火器的作用是防止外部火焰窜入存有易燃、易爆物料的设备、管道、容器内， 或者阻止火焰在设备和管道闻蔓延。 乙炔极易发生氧化爆炸，当乙炔气体浓度达到爆炸极限，遇到点火源，便可 发生氧化爆炸。乙炔在空气中爆炸浓度范围极大为 2.5100%（体积） ，其爆炸 危险性远大于氢气。同时乙炔爆炸所需点火能很低，约 0.019mJ。此外乙炔具有 分解爆炸特性，其分解过程不需要助燃剂氧气的参与。一旦局部气体过热使少量 气体分解而波及剩余气体，短时间内气体急剧膨胀并且

4、放出大量热量，最终导致 爆炸发生1。故通过高效、经济的阻火器来阻止乙炔爆炸，或进行爆炸阻隔很有 必要。 2 2 2 机械阻火器机械阻火器 2.1 2.1 阻火器的工作原理阻火器的工作原理 关于阻火器的工作原理，目前主要有两种观点：一种是基于传热作用；一是器壁效 应。 （1）传热作用 阻火器能够阻止火焰传播并迫使火焰熄灭。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2。依照这一原理，只要将可燃物 的温度降到着火点以下，使火焰熄灭就可以阻止火焰的蔓延。阻火器是由许多细小的空 隙和通道组成。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流，由 于通道或

5、空隙的传热面积很大，火焰通过时立即进行热交换，温度降低极快。当火焰温 度下降到一定温度时火焰便熄灭。在设计阻火器的内部阻火元件时尽可能扩大细小火焰 和通道壁的接触面积，强化传热，使火焰温度尽快降低到着火点以下，达到阻止火焰蔓 延的目的。根据英国罗贝尔对阻火器进行实验表明：传热作用对阻火器熄灭火焰不是主 要的，而是器壁效应起主要作用。 （2）器壁效应 根据燃烧与爆炸连锁反应理论2，认为燃烧与爆炸现象的产生并不是分子直接作用 的结果，而是受外来能源（热能、辐射能、电能、光能、化学反应能等）的激发，分子 键受到破坏，产生具备反应能的分子（称为活化分子） ，这些活化分子在发生化学反应 时，首先分裂出十分活跃而生命短促的自由基。化学反应就是靠这些自由基进行的。自 由基与其他分子相撞，生成新的产物，同时也产生新的自由基再继续与其他分子发生反 应。当燃烧的可燃气体通过阻火元件的狭窄通道时，自由基与通道壁的碰撞几率增大， 参加反应的自由基减少。当阻火器的通道窄到一定程度时，自由基与反应分子之间的碰 撞几率随之减少，自由基与通道壁的碰撞几率增大，当自由基与通道壁的碰撞占主导地 位，由于自由基数量急剧减少，当