Batas Ledakan Gas Mudah Terbakar

Dalam kondisi pengujian standar, batas konsentrasi di mana gas atau uap yang mudah terbakar bercampur dengan gas pengoksidasi menyebabkan ledakan disebut batas ledakan. Umumnya, istilah 'batas ledakan'’ mengacu pada batas konsentrasi gas atau uap yang mudah terbakar di udara. Konsentrasi terendah dari gas yang mudah terbakar yang dapat menyebabkan ledakan disebut batas bawah ledakan (LEL), dan konsentrasi tertinggi sebagai batas atas ledakan (UEL).

Ketika gas atau uap cair yang mudah terbakar berada dalam batas ledakan dan bertemu dengan sumber panas (seperti api terbuka atau tinggi suhu), nyala api dengan cepat menyebar melalui ruang gas atau debu. Reaksi kimia yang cepat ini melepaskan sejumlah besar panas, menghasilkan gas yang memuai karena panas, menciptakan suhu dan tekanan tinggi dengan potensi destruktif yang sangat besar.

Batas ledakan adalah parameter kunci dalam menggambarkan bahaya mudah terbakar gas, uap, dan debu yang mudah terbakar. Khas, batas ledakan gas dan uap yang mudah terbakar dinyatakan dalam persentase gas atau uap dalam campuran.

Contohnya, pada suhu 20°C, rumus konversi fraksi volumetrik dan konsentrasi massa gas yang mudah terbakar adalah:

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

Dalam rumus ini, L adalah pecahan volumetrik (%), Y adalah konsentrasi massa (gram/m³), M adalah massa molekul relatif dari gas yang mudah terbakar atau uap, Dan 22.4 adalah volumenya (liter) ditempati oleh 1 mol suatu zat dalam keadaan gas pada kondisi standar (0°C, 1 ATM).

Misalnya, jika konsentrasi gas metana di atmosfer adalah 10%, itu diubah menjadi:

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

Konsep batas ledakan gas yang mudah terbakar, uap, dan debu dapat dijelaskan dengan teori ledakan termal. Jika konsentrasi gas yang mudah terbakar, menguap, atau debu berada di bawah LEL, karena kelebihan udara, efek pendinginan udara, dan konsentrasi bahan mudah terbakar yang tidak mencukupi, sistem kehilangan lebih banyak panas daripada yang diperolehnya, dan reaksinya tidak berlanjut. Demikian pula, jika konsentrasinya diatas UEL, panas yang dihasilkan lebih kecil dari panas yang hilang, mencegah reaksi tersebut. Selain itu, gas atau debu yang mudah terbakar berlebihan tidak hanya gagal bereaksi dan menghasilkan panas karena kekurangannya oksigen tetapi juga mendinginkan campuran, mencegah penyebaran api. Lebih-lebih lagi, untuk zat tertentu seperti etilen oksida, nitrogliserin, dan debu yang mudah terbakar seperti bubuk mesiu, UEL dapat mencapainya 100%. Bahan-bahan ini menyediakan oksigen selama dekomposisi, membiarkan reaksi berlanjut. Peningkatan tekanan dan suhu semakin memudahkan dekomposisi dan ledakannya.