Análisis 129: Límites de inflamabilidad, 15% H2, 15% CH4, 35% CO2 y 35% N2

Considere una mezcla en volumen de 15% de hidrógeno, 15% de metano, 35% de dióxido de carbono y 35% de nitrógeno. La mezcla es inflamable y no potencialmente explosiva. Analizar el efecto de los inertes en los límites de inflamabilidad.

La siguiente fórmula tiene en cuenta la equivalencia de nitrógeno (Kk) de los gases inertes distintos del nitrógeno. El cambio en la capacidad calorífica molar de la mezcla de aire e inertes en LFLM influye en la concentración de combustible necesaria (calor de combustión) necesaria para la propagación de la llama. El LFL de la mezcla se estima de forma conservadora debido al margen de seguridad que se incluye en los valores kk dados por la norma ISO 10156.

La norma ISO 10156:2010 contiene un método de ensayo y un método de cálculo de la inflamabilidad de los gases y las mezclas de gases para la selección de las salidas de las válvulas de las botellas. El método de cálculo se utiliza también para clasificar las mezclas de gases de acuerdo con la normativa nacional e internacional sobre mercancías y sustancias peligrosas, por ejemplo, según las Recomendaciones de las Naciones Unidas relativas al transporte de mercancías peligrosas (TDG) y el Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (SGA).

El método de cálculo para los gases requiere parámetros de sustancia de los componentes individuales. Se trata de los coeficientes para el potencial de encendido (Tci) y para la capacidad de inertización, la llamada equivalencia de nitrógeno (Kk), que se han calculado para la mezcla, y se han estimado de forma conservadora a partir de los datos de inflamabilidad.

Durante los últimos 200 años, una teoría fundamental basada en la conservación de la energía no se ha podido establecer por completo para encontrar los límites críticos de inflamabilidad. Una posible razón es el hecho de que las propiedades térmicas dependen de la temperatura y no se acepta ampliamente un umbral para la ignición, por esta razón se debe utilizar un proceso iterativo para encontrar la temperatura crítica de la llama de manera iterativa. El proceso iterativo impide una visión sistemática de todos los fenómenos críticos. El Método del Balance Térmico establece la conservación de la energía en los límites críticos con base en algunas suposiciones y luego se pueden desarrollar expresiones analíticas para los límites inflamables. Por lo tanto, podemos desarrollar más métodos a partir de los datos teóricos y experimentales para formar una metodología completa.