阻火器的工作原理及效用分析

关于阻火器的工作原理，目前主要有两种观点：一是基于传热作用；一是基于器壁效应。

1、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。

2、器壁效应

燃烧与爆炸并不是分子间直接反应，而是受外来能量的激发，分子键遭到破坏产生活化分子，活化分子又分裂为寿命短但却很活泼的自由基，自由基与其它分子相撞，生成新的产物，同时也产生新的自由基再继续与其它分子发生反应。当燃烧的可燃气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，自由基与通道壁的碰撞占主导地位，由于自由基数量急剧减少，反应不能继续进行，也即燃烧反应不能通过阻火器继续传播。

3、最大实验安全间隙—MESG值

火焰通过阻火元件的细小通道并在通道内降温。当火焰被分割小到一定程度时，经通道移走的热量足以将温度降到可燃物燃点以下，使火焰熄灭。或由器壁效应解释，当通道窄到一定程度时，自由基与管道壁的碰撞占主导地位，自由基大量减少，燃烧反应不能继续进行。因此，把在一定条件下(0.1MPa，20℃)刚好能够使火焰熄灭的通道尺寸定义为“最大实验安全间隙”(MESG，Maximum Experimental Safe Gap)。阻火元件的通道尺寸是决定阻火器性能的关键因素，不同气体具有不同的MESG值。

因此，在选择阻火器时，应根据可燃气体的组成确定其MESG值。在具体选择时，又根据MESG值将气体划分为几个等级。目前国际上经常采用两类方法。一是美国全国电气协会(NEC)的分类法，它根据气体的MESG值将气体分为四个等级(A、B、C、D)；另一类是国际电工协会(IEC)的方法，它也将气体分为四个等级(IIC、IIB、IIA及I)。两种标准划分的各类气体的MESG值及测试气体如表1所示。

表1 两种MESG分类标准

这样，在选用阻火器时，即可在设计规定使用的规范中首先查出所用可燃气体的等级，然后根据该组气体对应的MESG值来选择相应的阻火元件。