波紋阻火器的淬熄實(shí)驗(yàn)研究與試驗(yàn)方法
波紋阻火器是用來阻止易燃?xì)怏w和易燃液體蒸氣的火焰蔓延的安全裝置。按用途可將其分為儲罐阻火器、加油站阻火器、加熱爐阻火器、火炬阻火器、放空管阻火器、煤氣輸送管阻火器等。
大多數(shù)的阻火器都是由能夠通過氣體的許多細(xì)小通道或孔隙的固體材質(zhì)所組成，而對這些通道或孔隙要求盡量小到能使火焰被熄滅。導(dǎo)致火焰能夠被熄滅的機(jī)理就是傳熱作用和器壁效應(yīng)。
依照阻火器性能測試方法的規(guī)定，淬熄實(shí)驗(yàn)使用中國和日本所廣泛采用的測試方法，建立相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置分為四大部分，即管路、氣體循環(huán)系統(tǒng)以及點(diǎn)火裝置。爆炸實(shí)驗(yàn)管道由引爆管、加速管和觀察管三部分組成，通過法蘭連接在一起。管道上設(shè)有螺紋安裝的測量孔，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要安裝壓力、火焰等傳感器及充配氣閥門。當(dāng)需要更高的火焰速度時(shí)，可在管道中設(shè)置一些環(huán)形的氣體擾動(dòng)裝置，其作用是使層流火焰盡快轉(zhuǎn)變成湍流火焰，以便在有限長度的加速段中獲得更大的火焰速度。實(shí)驗(yàn)是在半開口管道中進(jìn)行的，即點(diǎn)火端封閉，爆炸時(shí)出口端是完全開放，無約束的。為了做到這一點(diǎn)，在管道出口端用法蘭密封，待實(shí)驗(yàn)管道氣體循環(huán)結(jié)束后，與點(diǎn)火前取下該法蘭，此時(shí)仍要確保紙片封住出口端，這樣，瓦斯爆炸就在半開口管道中進(jìn)行了。管內(nèi)的初始壓力為常壓。
氣體循環(huán)系統(tǒng)由瓦斯氣罐、流量計(jì)、風(fēng)機(jī)、連接軟管、球閥和甲烷濃度檢測儀組成。它與爆炸實(shí)驗(yàn)管道通過兩個(gè)球閥連接，點(diǎn)火前閥門是打開的，儲氣罐向管道內(nèi)排入甲烷。使用空氣流量計(jì)控制進(jìn)入的瓦斯氣的體積分?jǐn)?shù)，打開鼓風(fēng)機(jī)使氣體在管路內(nèi)循環(huán)，以達(dá)到密度均勻，同時(shí)使用甲烷濃度檢測儀進(jìn)行甲烷濃度動(dòng)態(tài)監(jiān)測，并于點(diǎn)火前關(guān)閉單向閥，使爆炸僅在爆炸實(shí)驗(yàn)管道中發(fā)生。甲烷的爆炸極限為5%～15%，但有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，低于8%和高于12.5%的甲烷混合氣體難以點(diǎn)燃，因此需要控制濃度在這個(gè)范圍內(nèi)以便于點(diǎn)燃。
點(diǎn)火裝置由蓄電池、點(diǎn)火線圈、電容、火花塞和開關(guān)組成。接通開關(guān)a和b，蓄電池的電流從蓄電池的正極出發(fā)，經(jīng)過開關(guān)a、點(diǎn)火線圈的一次繞組、開關(guān)b、殼體接地，流回蓄電池負(fù)極。由于回路中流過的是低壓電流，所以稱這條電路為低壓電路或一次電路。電流通過點(diǎn)火線圈一次繞組時(shí)，在一次繞組的周圍產(chǎn)生磁場，并由于鐵心的作用而加強(qiáng)，當(dāng)開關(guān)b斷開時(shí)，一次電路被切斷，一次電流迅速下降到零，鐵心中的磁場隨之迅速衰減以至消失，因此在匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)的二次繞組中感應(yīng)出很高的電壓，稱為高壓電。二次繞組中產(chǎn)生的高壓電，作用在火花塞的中心電極和側(cè)電極之間，當(dāng)高壓電超過火花塞間隙的擊穿電壓時(shí)，火花塞的間隙被擊穿，產(chǎn)生火花點(diǎn)燃混合氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)首先打開試驗(yàn)管道兩端的閥門，將鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘，清除管道內(nèi)的空氣，然后打開儲氣罐閥門，向管道內(nèi)加入甲烷氣，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)3分鐘后，用甲烷濃度檢測儀監(jiān)測甲烷濃度使其控制在8%-12.5%，關(guān)閉儲氣罐閥門以及管道的閥門點(diǎn)火引爆，使用光敏傳感器監(jiān)測有無火焰?zhèn)鞑?。曾觀察到在火焰探測器的信號表明阻火成功的時(shí)候，卻在管尾端看到有火焰噴出管口。國內(nèi)也遇到過這種情況，他們分析認(rèn)為是高溫的燃燒產(chǎn)物離開狹縫并進(jìn)入阻火器下游后，由于散熱條件改變?nèi)匀豢赡苤匦曼c(diǎn)燃管道中的未燃?xì)怏w。因此還需要人工觀察尾端是否有火焰射出。
實(shí)驗(yàn)用波紋阻火器結(jié)構(gòu)參數(shù)表
|
模型 |
直徑（mm） |
長度（mm） |
間隙（mm） |
|
1 |
98 |
140 |
2.24 |
|
2 |
98 |
90 |
2.24 |
|
3 |
98 |
50 |
2.24 |
|
4 |
98 |
30 |
2.24 |
|
5 |
98 |
90 |
1.68 |
|
6 |
98 |
50 |
1.68 |
|
7 |
98 |
30 |
1.68 |
|
8 |
98 |
50 |
1.2 |
|
9 |
98 |
30 |
1.2 |
|
10 |
98 |
30 |
1.0 |
|
11 |
98 |
50 |
0.5 |
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對每組波紋阻火器模型進(jìn)行十次火焰淬熄實(shí)驗(yàn)。通過對觀察管段的觀察，100記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，前四種間隙為2.24mm的模型均不能阻火，模型5、6、7間隙為1.68，其中只有模型5有阻火成功的現(xiàn)象，后四種模型全部阻火成功。這說明當(dāng)阻火器間隙比較大時(shí)，可以通過加大阻火器長度來彌補(bǔ)，但當(dāng)波紋阻火器間隙大到一定程度（2.24mm）的時(shí)候，就算加大阻火器的長度，也不能阻火。另一方面也指出了符合《礦用防爆柴油機(jī)通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的波紋阻火器阻火效果優(yōu)良，可以用于煤礦柴油機(jī)車防爆。
- 上一篇：C型快速接頭的產(chǎn)品使用方法及注意事項(xiàng) 2017/10/26
- 下一篇：油罐上呼吸閥和阻火器設(shè)備的檢查與維護(hù)方法 2017/10/18