金屬網(wǎng)型阻火器設(shè)計(jì)

《金屬網(wǎng)型阻火器設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、中北大學(xué)2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1引言防止爆炸甚至爆轟事故,把災(zāi)害控制在有限的范圍內(nèi)，把損失降到最低，需要利用隔爆裝置將設(shè)備內(nèi)發(fā)生的燃燒或爆炸火焰實(shí)施阻隔，使之無(wú)法通過(guò)管道傳播到其它設(shè)備中去。隔爆技術(shù)措施按作用機(jī)制不同，分為機(jī)械隔爆和化學(xué)隔爆兩種類型。本課題通過(guò)了解機(jī)械阻火器的工作原理、主要應(yīng)用場(chǎng)所、分類方法，金屬網(wǎng)型阻火器的結(jié)構(gòu)、工作原理，從而進(jìn)一步學(xué)習(xí)金屬網(wǎng)型阻火器的性能參數(shù)及其計(jì)算過(guò)程；最后，應(yīng)用相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)乙炔/空氣在標(biāo)準(zhǔn)燃燒速率下的金屬網(wǎng)型阻火器。2阻火器相關(guān)知識(shí)2.1機(jī)械阻火器的工作原理大多數(shù)阻火器由能夠通過(guò)氣體的許多細(xì)小均勻的或不均勻的通道和孔隙的基體組成，這些通道和孔隙應(yīng)

2、盡量小，小到能夠通過(guò)火焰就行。這樣，火焰進(jìn)入阻火器內(nèi)就被分成許多細(xì)小的火焰流，由于通道或孔隙傳熱面積相對(duì)增大，火焰通過(guò)管道壁時(shí)加速了熱交換，使溫度迅速下降到著火點(diǎn)以下而使火焰熄滅；另一方面，可燃?xì)怏w在外界能源激發(fā)作用下，會(huì)因分子鍵受到破壞而產(chǎn)生活化分子，這些具有反應(yīng)能力的活化分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，首先分裂成自由基，這些自由基與反應(yīng)分子碰撞幾率隨阻火器通道尺寸減小而下降，當(dāng)通道尺寸減小到火焰最大熄滅直徑時(shí)，這種器壁效應(yīng)就阻止火焰繼續(xù)傳播。2.2機(jī)械阻火器的分類2.2.1根據(jù)阻火器的用途分類(1)隔爆型：主要用于阻隔可燃物燃燒或爆炸火焰的傳播，且能承受一定的爆炸壓力的作用。(2)耐燒型：主要用于

3、阻止可燃物燃燒火焰的傳播，且能承受一端時(shí)間的燃燒作用。第10頁(yè)共10頁(yè)中北大學(xué)2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（3）阻爆轟型：主要用于阻止可燃物從爆燃向爆轟轉(zhuǎn)變火焰的傳播，且能承受較大爆炸壓力的作用。2.2.2.根據(jù)阻火器的結(jié)構(gòu)型式分類（1）金屬網(wǎng)型阻火器，由單層和多層網(wǎng)重疊起來(lái)。金屬網(wǎng)型阻火器隨著層數(shù)增加有效性也增大，但增加到一定層數(shù)之后效果并不加大。國(guó)內(nèi)采用16-22目金屬網(wǎng)，國(guó)外常用30-40目金屬網(wǎng)。根據(jù)英國(guó)帕爾默(Palmer)試驗(yàn)除二硫化碳介質(zhì)外，一般易燃性氣體，金屬網(wǎng)層數(shù)達(dá)到5層就能滿足要求。再增加層數(shù)效果并無(wú)顯著改進(jìn)。一般單層金屬網(wǎng)阻止火焰速度不大于14米/秒。(2)波紋型阻火器用

4、不銹鋼，銅鎳合金，鋁或鋁合金制成。但是用鋁和鋁合金，由于熔點(diǎn)低，同時(shí)與銹鐵撞擊易產(chǎn)生火花，因此用鋁或鋁合金，尚有許多異議。波紋型阻火層有兩種型式。第一種型式由兩個(gè)方向折成波紋形薄板材料組成。波紋的作用是分隔成層，并留有間隙，形成許多曲折的通道。另一種型式在兩層波紋薄板之間加一層扁平的薄板，形成許多三角形的通道更利于熄滅火焰。這種型式的阻火器在國(guó)外廣泛用于石油化工企業(yè)。(3)泡沫金屬阻火器是用一種最新材料制成的泡沫金屬，其結(jié)構(gòu)同多細(xì)孔的泡個(gè)沫塑料相似，由多種金屬制成。以鎳/鉻合金為主，鉻的含量不少于15%、不大于40%,組成阻火器材質(zhì)的密度不少于0.5克/厘米30其優(yōu)點(diǎn)阻爆能力好，體積輕，便

5、于安裝使用和置換。但是對(duì)于內(nèi)部孔隙檢查有困難，因此空隙達(dá)不到要求也不易檢查，主要用干飛機(jī)上或石油化工系統(tǒng)。(4)平行板型阻火器顧名思義，阻火層是由薄的不銹鋼板平行重疊而成，板上有許多細(xì)小的縫隙或許多細(xì)小孔隙。上下排列成許多平行的通道，板前有0.6毫米空隙。其主要優(yōu)點(diǎn)是阻爆性能好，機(jī)械強(qiáng)度高并易于清洗、耐腐蝕。缺點(diǎn)是耐燒性差、重量大、成本高，一般制造成小型的，用于汽車和柴油機(jī)系統(tǒng)。(5)金屬球型和礫石型阻火器利用金屬顆?；虻[石堆積于容器之內(nèi)，主要目的是利用顆粒之間的孔隙作為熄滅火焰的通道，并吸收大量熱量。這種阻火器對(duì)于乙炔火焰阻爆效果比較好，其缺點(diǎn)阻力大、易阻塞、重量大，但是由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便

6、于制造所以有些情況下也能被選用。第10頁(yè)共10頁(yè)中北大學(xué)2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2.3金屬網(wǎng)型阻火器及其結(jié)構(gòu)阻火層由單層或多層不銹鋼絲或同絲網(wǎng)重疊制作而成,如下圖2.1所示。阻火效果隨金屬網(wǎng)層增加而增強(qiáng)，但金屬網(wǎng)層數(shù)增加到一定值后，阻火效果增強(qiáng)不在顯著。金屬網(wǎng)層數(shù)及阻火性能與金屬網(wǎng)孔大小有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)孔較小的金屬網(wǎng)要求層數(shù)相對(duì)較少，但金屬網(wǎng)孔眼過(guò)小會(huì)因流體阻力增大而造成堵塞。目前，國(guó)內(nèi)常用阻火器層金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔為16～22目，國(guó)外則多采用網(wǎng)孔為30目和40目的阻火層金屬。圖2.1金屬網(wǎng)型阻火器金屬網(wǎng)型阻火器主要由阻火器殼體、金屬網(wǎng)層（阻火層）兩部分組成。如下圖2.2所示：圖2.2金屬網(wǎng)型

7、阻火器的結(jié)構(gòu)第10頁(yè)共10頁(yè)中北大學(xué)2008級(jí)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3金屬網(wǎng)型阻火器的性能參數(shù)及其計(jì)算過(guò)程3.1氣體熄滅直徑及其計(jì)算過(guò)程使火焰不能繼續(xù)傳播的阻火器最大通道直徑稱為氣體熄滅直徑。氣體熄滅直徑大小取決于氣體種類，并直接關(guān)系到阻火器的阻火效能。在設(shè)計(jì)阻火器時(shí)，應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w燃燒速度選取熄滅直徑，這種估算方法對(duì)大多數(shù)飽和烴和易燃?xì)怏w適用，但不適用燃燒速度更快的易燃?xì)怏w。另外，由于乙炔氣體具有許多不同于一般易燃?xì)怏w的特性，