Límite de explosión de gas combustible

En condiciones de prueba estándar, El límite de concentración en el que un gas o vapor combustible mezclado con un gas oxidante provoca una explosión se denomina límite de explosión.. Comúnmente, el término “límite de explosión”’ Se refiere a los límites de concentración de gases o vapores combustibles en el aire.. La concentración más baja de un gas combustible que puede causar una explosión se conoce como límite inferior de explosión. (Lel), y la concentración más alta como límite superior de explosión (UEL).

Cuando los gases combustibles o vapores líquidos están dentro de los límites de explosión y encuentran una fuente de calor. (como una llama abierta o alta temperatura), la llama se propaga rápidamente a través del espacio de gas o polvo. Esta rápida reacción química libera una cantidad significativa de calor., generando gases que se expanden debido al calor, creando altas temperaturas y presiones con un inmenso potencial destructivo.

Los límites de explosión son parámetros clave para describir los peligros de inflamable gases, vapores, y polvo combustible. Típicamente, Los límites de explosión de gases y vapores inflamables se expresan como porcentaje del gas o vapor en la mezcla..

Por ejemplo, a 20ºC, la fórmula de conversión para la fracción volumétrica y la concentración másica de un gas inflamable es:

Y = (L/100) × (1000M/22.4) × (273/(273+20)) = L × (M/2.4)

En esta fórmula, L es la fracción volumétrica (%), Y es la concentración de masa (gramos/m³), M es la masa molecular relativa del gas combustible o vapor, y 22.4 es el volumen (litros) ocupada por 1 mol de una sustancia en estado gaseoso en condiciones estándar (0°C, 1 Cajero automático).

Por ejemplo, si la concentración de gas metano en la atmósfera es 10%, se convierte en:

Y = L × (M/2.4) = 10 × (16/2.4) = 66,67 g/m³

El concepto de límites de explosión para gases inflamables., vapores, y el polvo se puede explicar mediante la teoría de la explosión térmica.. Si la concentración de un gas inflamable, vapor, o el polvo está por debajo del LEL, debido al exceso de aire, el efecto refrescante del aire, y concentración insuficiente del combustible., El sistema pierde más calor del que gana., y la reacción no procede. Similarmente, si la concentración está por encima del UEL, el calor generado es menor que el calor perdido, previniendo la reacción. Además, El exceso de gas combustible o polvo no sólo no reacciona y genera calor debido a la falta de oxígeno pero también enfría la mezcla, evitando la propagación de la llama. Además, para ciertas sustancias como etileno óxido, nitroglicerina, y polvo combustible como pólvora, la UEL puede alcanzar 100%. Estos materiales proporcionan su oxígeno durante la descomposición., permitiendo que la reacción continúe. El aumento de presión y temperatura facilita aún más su descomposición y explosión..