Investigación experimental de los efectos de obstrucción en C₃H₈/H₂ Dinámica de explosión de combustible híbrido en tuberías semiconfinidas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la combustión
• Ingeniería química
• Seguridad de las tuberías

Sus antecedentes:

• Comprender la dinámica de las explosiones en espacios semiconfinados es vital para la seguridad industrial.
• Las mezclas de propano e hidrógeno plantean desafíos únicos de combustión debido a sus propiedades variables.
• Los obstáculos porosos son comunes en las tuberías y pueden influir en la gravedad de la explosión.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente el efecto de las proporciones de bloqueo de obstáculos porosos en las características de la explosión.
• Para analizar la propagación de la llama y la evolución de la presión en tuberías semiconfinadas.
• Determinar las proporciones óptimas de bloqueo para mitigar los riesgos de explosión.

Principales métodos:

• Investigación experimental mediante imágenes de alta velocidad y sensores de presión de alta frecuencia.
• Captura simultánea de la dinámica de propagación de la llama y la evolución del campo de presión.
• Aplicación de un modelo de índice de desinflamación modificado.

Principales resultados:

• Los obstáculos porosos alteran significativamente los mecanismos de propagación de la llama y su intensidad.
• La aceleración de la llama aumentó de 2 a 3 veces en proporciones de bloqueo > 75%, con frentes de llama turbulentos.
• Se ha observado un pico de sobrepresión y un riesgo máximo de explosión en una relación de bloqueo del 87%.
• Se han observado efectos de reflexión/superposición de las ondas de presión, con una duración de la baja presión correlacionada con la relación de bloqueo.

Conclusiones:

• El índice de obstrucción del 87% representa un punto crítico para el máximo riesgo de explosión en estos sistemas.
• Los resultados proporcionan datos esenciales para el diseño de tuberías de combustible mezcladas con hidrógeno más seguras.
• Los resultados apoyan el desarrollo de estrategias eficaces de supresión de explosiones.