Shenhai rezistent la explozie
În condiții standard de testare, limita de concentrație la care un gaz combustibil sau vapori amestecați cu un gaz oxidant duce la o explozie este denumită limită de explozie. În mod obișnuit, termenul „limită de explozie”.’ se referă la limitele de concentrație ale gazelor sau vaporilor combustibili în aer. Cea mai mică concentrație a unui gaz combustibil care poate provoca o explozie este cunoscută sub numele de limita inferioară de explozie (LEL), iar cea mai mare concentrație ca limită superioară de explozie (UEL).
Când gazele combustibile sau vaporii lichizi se află în limitele de explozie și întâlnesc o sursă de căldură (cum ar fi o flacără deschisă sau mare temperatura), flacăra se răspândește rapid prin spațiul de gaz sau praf. Această reacție chimică rapidă eliberează o cantitate semnificativă de căldură, generând gaze care se extind din cauza căldurii, creând temperaturi și presiuni ridicate cu un potențial distructiv imens.
Limitele de explozie sunt parametri cheie în descrierea pericolelor inflamabil gazele, vapori, și praf combustibil. De obicei, limitele de explozie ale gazelor și vaporilor inflamabili sunt exprimate ca procent din gazul sau vaporii din amestec.
De exemplu, la 20°C, formula de conversie pentru fracția volumetrică și concentrația masică a unui gaz inflamabil este:
Y = (L/100) × (1000M/22,4) × (273/(273+20)) = L × (M/2,4)
În această formulă, L este fracția volumetrică (%), Y este concentrația de masă (g/m³), M este masa moleculară relativă a gaz combustibil sau vapori, și 22.4 este volumul (litri) ocupat de 1 mol de substanță în stare gazoasă în condiții standard (0°C, 1 ATM).
De exemplu, dacă concentraţia gazului metan în atmosferă este 10%, se convertește în:
Y = L × (M/2,4) = 10 × (16/2.4) = 66,67 g/m³
Conceptul de limite de explozie pentru gaze inflamabile, vapori, iar praful poate fi explicat prin teoria exploziei termice. Dacă concentraţia unui gaz inflamabil, vapori, sau praful este sub LEL, din cauza excesului de aer, efectul de răcire al aerului, și concentrația insuficientă a combustibilului, sistemul pierde mai multă căldură decât câștigă, iar reacția nu continuă. În mod similar, dacă concentrația este peste UEL, căldura generată este mai mică decât căldura pierdută, împiedicând reacția. În plus, gazul sau praful combustibil excesiv nu numai că nu reacţionează şi nu generează căldură din cauza lipsei de oxigen dar raceste si amestecul, împiedicând răspândirea flăcării. în plus, pentru anumite substante ca etilenă oxid, nitroglicerina, și praf combustibil ca praful de pușcă, UEL poate ajunge 100%. Aceste materiale își asigură oxigenul în timpul descompunerii, permițând reacției să continue. Creșterea presiunii și a temperaturii facilitează și mai mult descompunerea și explozia lor.