El índice de Wobbe (WI) o número de Wobbe [1] es un indicador de la capacidad de intercambio de gases combustibles tales como gas natural , gas licuado de petróleo (GLP), y gas ciudad y se define con frecuencia en las especificaciones de suministro de gas y los servicios públicos de transporte.
Si es el valor de calentamiento más alto , o más alto valor calorífico, yes la gravedad específica , el índice de Wobbe,, Se define como:
es la densidad del gas en condiciones estándar (0 ° C, 101,325 kPa), es la densidad del aire en condiciones estándar, es la masa molar del gas y es la masa molar del aire que es de aproximadamente 28,96 kg / kmol.
El índice de Wobbe se utiliza para comparar la producción de energía de combustión de diferentes gases combustibles de composición en un aparato (fuego, cocina, etc.). Si dos combustibles tienen índices de Wobbe idénticos, para los ajustes de presión y válvula dados, la producción de energía también será idéntica. Por lo general, se permiten variaciones de hasta el 5%, ya que el consumidor no las notaría.
El índice Wobbe es un factor crítico para minimizar el impacto del cambio cuando se analiza el uso de combustibles de gas natural sustituto (SNG), como mezclas de propano y aire . El índice Wobbe también requiere la adición de propano a algunos productos de biometano mejorados, [2] particularmente en regiones donde el gas natural tiene un alto poder calorífico como Suecia [3].
Índice de Wobbe de gases combustibles comunes [4]
Gas combustible | Índice superior kcal / Nm³ | Índice kcal / Nm³ inferior | Índice superior MJ / Nm³ | Índice inferior MJ / Nm³ |
Hidrógeno | 11,528 | 9,715 | 48,23 | 40,65 |
Metano | 12,735 | 11,452 | 53.28 | 47,91 |
Etano | 16,298 | 14,931 | 68,19 | 62,47 |
Etileno | 15,253 | 14.344 | 63,82 | 60.01 |
Gas natural | 12,837 | 11.597 | 53,71 | 48,52 |
Propano | 19,376 | 17,817 | 81.07 | 74,54 |
Propileno | 18,413 | 17,180 | 77.04 | 71,88 |
n-butano | 22,066 | 20,336 | 92,32 | 85.08 |
Isobutano | 21,980 | 20,247 | 91,96 | 84,71 |
Butileno-1 | 21.142 | 19,728 | 88,46 | 82,54 |
GLP | 20,755 | 19,106 | 86,84 | 79,94 |
Acetileno | 14.655 | 14,141 | 61,32 | 59,16 |
Monóxido de carbono | 3,060 | 3,060 | 12.80 | 12.80 |
Uso
El índice de Wobbe se expresa en MJ / Nm³ (donde el símbolo desaconsejado 'Nm³' pretende significar 'm³ en condiciones normales, muy en contra de la prescripción BIPM para escribir unidades SI), o algunas veces en BTU / scf . En el caso del gas natural ( masa molar 17 g / mol), el poder calorífico típico es de alrededor de 39 MJ / Nm³ (1050 BTU / scf) y el peso específico es de aproximadamente 0,59, lo que da un índice de Wobbe típico de 51 MJ / Nm³ ( 1.367 BTU / scf).
Hay tres rangos o "familias" de gases combustibles que se han acordado internacionalmente según el índice de Wobbe. La familia 1 cubre los gases manufacturados, la familia 2 cubre los gases naturales (con rangos altos y bajos) y la familia 3 cubre el gas licuado de petróleo ( GLP ). Los equipos de combustión suelen estar diseñados para quemar un gas combustible dentro de una familia en particular: gas urbano rico en hidrógeno, gas natural o GLP.
Familia | Tipo de gas | Rango de índice de Wobbe (MJ / Nm 3 ) | Rango de números de wobbe de [1] |
1 | Gas ciudad / Syngas | 22,5 - 30,0 | 24,0 - 29,0 |
2 litros | Natural | 39,0 - 45,0 | |
2 H | 45,5 - 55,0 | 48,0 - 53,0 | |
3 | GLP | 73,5 - 87,5 | 72,0 - 87,0 |
Otras características de la llama y límites de composición pueden determinar la aceptabilidad del gas de reemplazo, p. Ej. , Velocidad de la llama , "inclinación amarilla" debido a una combustión incompleta, contenido de azufre, contenido de oxígeno, etc.
Limitaciones
A pesar de su utilidad, el índice de Wobbe por sí solo no es un buen indicador de la intercambiabilidad de dos o más gases, o mezclas de ellos. Es necesario tener en cuenta otros criterios a la hora de determinar la abundante sustitución de un combustible por otro diferente al utilizado para regular el sistema de combustión. [5]
Referencias
- "El índice de Wobbe y la intercambiabilidad del gas natural" (PDF) . Gestión de procesos de Emerson. 2007-07-30.
- ^ a b Treloar, RD (2005). Tecnología de instalación de gas . Blackwell. pag. 24 . ISBN 978-1-4051-1880-4.
- ^ http://www.biogasmax.eu/media/d3_3v2biogasmax_iwes_v2f_nov2010__052078600_1109_10022011.pdf
- ^ B [1] .
- ^ Índice de Wobbe y gases combustibles
- ^ Flórez-Orrego, Daniel, Escola Politécnica da USP. "Intercambiabilidad de gas combustible" . Consultado el 8 de septiembre de 2012 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )