Limit sa Pagsabog ng Nasusunog na Gas

Sa karaniwang mga kondisyon ng pagsubok, ang limitasyon ng konsentrasyon kung saan ang isang nasusunog na gas o singaw na hinaluan ng isang oxidizing gas ay humahantong sa isang pagsabog ay tinatawag na limitasyon ng pagsabog. Karaniwan, ang terminong 'limitasyon ng pagsabog’ ay tumutukoy sa mga limitasyon ng konsentrasyon ng mga nasusunog na gas o singaw sa hangin. Ang pinakamababang konsentrasyon ng isang nasusunog na gas na maaaring magdulot ng pagsabog ay kilala bilang mas mababang limitasyon ng pagsabog (LEL), at ang pinakamataas na konsentrasyon bilang pinakamataas na limitasyon ng pagsabog (UEL).

Kapag ang mga nasusunog na gas o likidong singaw ay nasa loob ng mga limitasyon ng pagsabog at nakatagpo ng pinagmumulan ng init (tulad ng bukas na apoy o mataas temperatura), mabilis na kumakalat ang apoy sa gas o dust space. Ang mabilis na reaksyong kemikal na ito ay naglalabas ng malaking halaga ng init, bumubuo ng mga gas na lumalawak dahil sa init, lumilikha ng mataas na temperatura at pressure na may napakalawak na potensyal na mapanirang.

Ang mga limitasyon sa pagsabog ay mga pangunahing parameter sa paglalarawan ng mga panganib ng nasusunog mga gas, mga singaw, at nasusunog na alikabok. Karaniwan, ang mga limitasyon ng pagsabog ng mga nasusunog na gas at singaw ay ipinahayag bilang isang porsyento ng gas o singaw sa pinaghalong.

Halimbawa, sa 20°C, ang conversion formula para sa volumetric fraction at mass concentration ng isang nasusunog na gas ay:

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

Sa formula na ito, Ang L ay ang volumetric na bahagi (%), Y ay ang mass concentration (g/m³), Ang M ay ang relatibong molekular na masa ng nasusunog na gas o singaw, at 22.4 ay ang lakas ng tunog (litro) inookupahan ng 1 mol ng isang sangkap na nasa gas na estado sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon (0°C, 1 atm).

Halimbawa, kung ang konsentrasyon ng methane gas sa atmospera ay 10%, nagko-convert ito sa:

Y = L × (M/2.4) = 10 × (16/2.4) = 66.67g/m³

Ang konsepto ng mga limitasyon ng pagsabog para sa mga nasusunog na gas, mga singaw, at alikabok ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng teorya ng thermal explosion. Kung ang konsentrasyon ng isang nasusunog na gas, singaw, o ang alikabok ay nasa ibaba ng LEL, dahil sa sobrang hangin, ang epekto ng paglamig ng hangin, at hindi sapat na konsentrasyon ng nasusunog, ang sistema ay nawawalan ng mas maraming init kaysa sa natamo nito, at hindi natuloy ang reaksyon. Ganun din, kung ang konsentrasyon ay nasa itaas ng UEL, ang init na nabuo ay mas mababa kaysa sa init na nawala, pinipigilan ang reaksyon. Bukod pa rito, ang labis na nasusunog na gas o alikabok ay hindi lamang nabigo na tumugon at makabuo ng init dahil sa kakulangan ng oxygen ngunit pinalamig din ang timpla, pinipigilan ang pagkalat ng apoy. At saka, para sa ilang mga sangkap tulad ng Ethylene oksido, nitroglycerin, at nasusunog na alikabok tulad ng pulbura, maaabot ng UEL 100%. Ang mga materyales na ito ay nagbibigay ng kanilang oxygen sa panahon ng agnas, pinapayagan ang reaksyon na magpatuloy. Ang tumaas na presyon at temperatura ay lalong nagpapadali sa kanilang pagkabulok at pagsabog.