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Capitolo 2 – L’esplosione, le sostanze e i parametri 35<br />
2.1 i pa r a m e t r i d i e S p l o S i o n e<br />
2.1.1 I limiti di esplosione<br />
I limiti di esplosione rappresentano i confini del campo di esplosione nel quale la<br />
concentrazione della sostanza infiammabile nell’aria può dar luogo ad un’esplosione<br />
(deflagrazione o detonazione). Esiste pertanto un limite inferiore di esplosione (LEL,<br />
Lower Explosion Limit) e un limite superiore di esplosione (UEL, Upper Explosion<br />
Limit).<br />
I limiti di esplosione sono misurati in miscela con l’aria. Tali limiti, nel caso di gas,<br />
vapori e nebbie, si modificano al variare delle condizioni al contorno nelle quali sono<br />
misurati. In particolare:<br />
l’aumento della concentrazione di ossigeno amplia notevolmente l’UEL, e <strong>qui</strong>ndi<br />
il campo di esplosione, mentre ha scarsa influenza sul LEL (Figura 2.1);<br />
un aumento di temperatura tende ad aumentare il campo di esplosione con un incremento<br />
dell’UEL;<br />
un aumento deciso del campo di esplosione si registra invece con l’aumento della<br />
pressione che determina un forte spostamento dell’UEL.<br />
Alcune equazioni empiriche permettono di correlare i limiti di esplosione alla temperatura<br />
(Zabetakis et al., 1959; Crowl et al., 2002):<br />
LEL LEL<br />
H T<br />
075 ,<br />
= 25 − ( − 25)<br />
∆<br />
UEL UEL<br />
H T<br />
075 ,<br />
= 25 + ( − 25)<br />
∆<br />
c<br />
c<br />
dove:<br />
∆H c è il calore netto di combustione (kcal/mole)<br />
T è la temperatura (°C)<br />
Il pedice 25 indica il riferimento alla temperatura dell’ambiente<br />
Anche la pressione influenza il campo di esplosione, con la modifica dell’UEL, secondo<br />
la seguente relazione (Zabetakis, 1965; Crowl et al., 2002):<br />
( )<br />
UELp = UEL + 20, 6⋅ LogP+<br />
1<br />
2.3<br />
dove:<br />
P è la pressione (MPa assoluti)<br />
I limiti di esplosione (LEL, UEL) si esprimono generalmente in % o in g/m 3 . Nel caso<br />
di miscele ATEX composte da più sostanze infiammabili, il LEL (e UEL) complessivo<br />
si determina con l’ausilio della legge di Le Chatelier (eq. 2.4)<br />
LEL<br />
miscela<br />
=<br />
n<br />
∑<br />
i=<br />
1<br />
1<br />
yi<br />
LEL<br />
i<br />
Dove y i è la frazione molare o volumetrica della i-esima sostanza.<br />
2.1<br />
2.2<br />
2.4