Efectos cuantitativos del número de obstrucción porosa en la dinámica de explosión de las mezclas C₃H₈/H₂

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la combustión
• Dinámica de fluidos
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La comprensión de la dinámica de las explosiones en tuberías semiconfinadas es crucial para la seguridad industrial.
• Las mezclas de combustibles híbridos (propano/hidrógeno) presentan comportamientos de combustión complejos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de la cantidad de obstrucción porosa en la dinámica de explosión de las mezclas de C3H8/H2.
• Para comparar las configuraciones de obstrucción secuencial frente a las de obstrucción individual en tuberías semiconfinadas.

Principales métodos:

• Simulaciones experimentales integradas (transductores de presión, cámaras de alta velocidad) y simulaciones numéricas (modelo de arrugas por llama de Charlette).
• Análisis de la velocidad de la llama, la sobrepresión, la intensidad turbulenta y la morfología de la llama.

Principales resultados:

• Las obstrucciones secuenciales aumentan la velocidad de la llama (13,8-28,7%) después del primer obstáculo, pero reducen los efectos de la turbulencia con los siguientes.
• Con una relación de bloqueo del 87%, las obstrucciones secuenciales aumentan significativamente las sobrepresiones máximas (66,2-96,9%) en comparación con las obstrucciones individuales.
• El índice de deflagración se desplaza hacia las zonas de ignición, lo que indica una mayor gravedad de la explosión.

Conclusiones:

• El número de obstáculos y la relación de bloqueo son parámetros críticos para controlar la gravedad de la explosión.
• Los resultados proporcionan una base teórica para mitigar las explosiones de gas mezclado con hidrógeno y mejorar la seguridad de las tuberías.