Application of Thermochemical Energy Hazard Criteria to the Prediction of Lower Flammability Limits of Hydrocarbons in Air
Application de critères thermochimiques de danger d'explosion thermique à la prédiction des limites inférieures d'inflammabilité des hydrocarbures dans l'air
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ENSTA
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Institut national de recherche et de sécurité
Corresponding author: dalmazzo@enstay. ensta. fr
The energy hazard criteria of ASTM program CHETAH have been tested as criteria of flammability of gaseous mixtures containing an hydrocarbon vapour and air as oxidiser, at lean concentrations. A method for calculating the lower flammability limits in air, at atmospheric pressure and ambient temperature, is proposed as a result of a statistical study, which involved 67 combustible compounds. CHETAH's fourth energy hazard criterion was found to be the most reliable flammability criterion. The method is predictive since all the input data may be obtained with very good accuracy using a group contribution method. It is reliable, predicted limits being more frequently underevaluated, by 0. 11 mol% on average, than overevaluated. The method is also precise, with a standard deviation of the estimates of 0. 14 mol%. It is easily applicable to fuel mixtures and gives the same results as Le Chatelier's law.
Résumé
Les critères de danger d'explosion thermique développés dans le programme CHETAH de l'ASTM ont été appliqués comme critères d'inflammabilité des vapeurs d'hydrocarbures mélangées à l'air, à des concentrations proches de la limite inférieure d'inflammabilité. Nous proposons d'utiliser ces critères pour le calcul prédictif des limites inférieures d'inflammabilité des hydrocarbures dans l'air, sous pression atmosphérique et à température ambiante. Une analyse statistique portant sur 67 molécules combustibles a permis de déterminer que le quatrième critère CHETAH conduit aux meilleures estimations. La méthode proposée est prédictive, l'ensemble des données d'entrée pouvant être obtenues par une méthode de contribution de groupe. Elle est fiable, les limites prédites étant majoritairement sous-évaluées de 0,11 mol % en moyenne. La méthode est également précise, l'écart type des estimations ne dépassant pas 0,14 mol %. Enfin, la méthode s'applique de la même manière aux mélanges de combustibles, et donne les mêmes résultats que la loi de Le Chatelier.
© IFP, 2001