DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE INFLAMABILIDADE DE HIDROCARBONETOS POR MEIO DO CÁLCULO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO
Grande parte das indústrias químicas manipulam materiais inflamáveis e enfrentam perigo relacionado à combustão destes materiais. As características de inflamabilidade das substâncias químicas são importantes para os procedimentos de segurança na estocagem, processamento e manipulação, dentre estas características destacam-se os limites de inflamabilidade. Os limites de inflamabilidade são definidos como o intervalo da razão de equivalência ar-combustível, em que uma substância inflamável pode produzir fogo ou explosão quando uma fonte de ignição está presente. Este trabalho teve como objetivo estimar os limites de inflamabilidade dos hidrocarbonetos, metano, etano e propano, por meio do cálculo de equilíbrio químico e determinação da temperatura adiabática da chama. Esta metodologia assume que a temperatura adiabática é constante para diferentes combustíveis, e que os limites de inflamabilidade correspondem a temperatura adiabática da chama limite. A composição de equilíbrio da reação de combustão foi determinada por meio da minimização da Energia Livre de Gibbs. O metano, etano e propano apresentaram limites de inflamabilidade semelhantes. O limite de inflamabilidade inferior (LII) foi igual a uma razão de equivalência ar-combustível (Ф) de 0,5 e o limite de inflamabilidade superior (LIS) foi de Ф igual a 2,1 para uma temperatura adiabática da chama igual a 1500 K.
DETERMINAÇÃO DOS LIMITES DE INFLAMABILIDADE DE HIDROCARBONETOS POR MEIO DO CÁLCULO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO
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DOI: 10.22533/at.ed.77020140710
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Palavras-chave: limites de inflamabilidade, combustão, equilíbrio químico, temperatura adiabática da chama
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Keywords: flammability limits, combustion, chemical equilibrium, adiabatic flame temperature
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Abstract:
Most of the chemical industries handle flammable materials and deal with the danger related with the combustion of these materials. The flammability characteristics of chemicals like flammability limits are important for safety procedures in storage, processing and handling. Flammability limits are defined as the range of the air-fuel equivalence ratio, in which a flammable chemical can produce a fire or explosion when an ignition source is present. This work estimated the flammability limits of hydrocarbons, methane, ethane and propane, by calculating chemical equilibrium and determining the adiabatic flame temperature. This methodology assumes that adiabatic flame temperature is constant for different fuels and the flammability limits corresponds to the threshold adiabatic flame temperature. The equilibrium composition of the combustion reaction was determined by minimizing Gibbs free energy. Methane, ethane and propane had similar flammability limits. The lower flammability limit (LFL) was equal to an air-fuel equivalence ratio (Ф) of 0.5 and the upper flammability limit (UFL) was Ф equal to 2.1 for a threshold adiabatic flame temperature of the 1500 K.
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Número de páginas: 11
- Jéssica Ribeiro Gladini
- Luciana Yumi Akisawa Silva
