Índice de Wobbe

Indicador de intercambiabilidad de gases combustibles

El índice de Wobbe (WI) o número de Wobbe ^[1] es un indicador de la intercambiabilidad de gases combustibles como el gas natural , el gas licuado de petróleo (GLP) y el gas ciudad y se define con frecuencia en las especificaciones de las empresas de suministro y transporte de gas.

Si es el poder calorífico superior , o poder calorífico superior , y es la gravedad específica , el índice de Wobbe, , se define como: ${\displaystyle V_{C}}$ ${\displaystyle G_{S}}$ ${\displaystyle I_{W}}$

${\displaystyle I_{W}={\frac {V_{C}}{\sqrt {G_{S}}}}.}$

${\displaystyle G_{S}={\frac {\rho _{STP}}{\rho _{air,STP}}}={\frac {M}{M_{air}}}}$

${\displaystyle \rho _{STP}}$es la densidad del gas en condiciones estándar , cuya definición cambió en 1982. Los datos de Wobbe publicados pueden utilizar 0 °C, 15 °C, 15,56 °C, 20 °C o 25 °C. Las directivas de la UE sobre calidad del gas utilizan 15 °C de acuerdo con ISO 13443 e ISO 6976 .

${\displaystyle \rho _{air,STP}}$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 gases combustibles de diferente composición en un aparato (fuego, cocina, etc.). Si dos combustibles tienen índices de Wobbe idénticos, entonces, para una presión y unos ajustes de válvula determinados, la producción de energía también será idéntica. Normalmente, se permiten variaciones de hasta el 5 %, ya que el consumidor no las notaría. ${\displaystyle M}$ ${\displaystyle M_{air}}$

El índice de Wobbe es un factor crítico para minimizar el impacto del cambio cuando se analiza el uso de combustibles de gas natural sustituto (GNS), como las mezclas de propano y aire . El índice de 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]

El índice de Wobbe tiene sus orígenes en la década de 1920 con el físico e ingeniero italiano Goffredo Wobbe. ^[4]

Índice de Wobbe de gases combustibles comunes[5]

Tenga en cuenta que los números de Wobbe a continuación no se calculan a 15 °C y, por lo tanto, no son correctos según ISO 13443 , consulte Temperatura y presión estándar .

Nota: 1 julio =2,3901 × 10 ⁻⁴  kcal .

Uso

El índice de Wobbe se expresa en MJ / Nm³ (donde 'Nm³' indica 'm³ en condiciones normales), o a 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 (1.050 BTU/scf) y la gravedad específica es de aproximadamente 0,59, lo que da un índice de Wobbe típico de 51 MJ/Nm³ (1.367 BTU/scf).

Existen tres gamas o "familias" de gases combustibles que se han acordado internacionalmente en base al 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 están diseñados típicamente para quemar un gas combustible dentro de una familia particular: gas de ciudad rico en hidrógeno, gas natural o GLP.

Otras características de la llama y límites de composición pueden determinar la aceptabilidad del gas de reemplazo, por ejemplo, velocidad de la llama , "punta 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 de mezclas de ellos. Es necesario tener en cuenta otros criterios a la hora de determinar la adecuada sustitución de un combustible por otro distinto del utilizado para ajustar el sistema de combustión. ^[6]

Referencias

• "El índice de Wobbe y la intercambiabilidad del gas natural" (PDF) . Emerson Process Management. 30 de julio de 2007.

1. Treloar, RD (2005). Tecnología de instalación de gas . Blackwell. pág. 24. ISBN 978-1-4051-1880-4.
2. "Bio Gas max" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de septiembre de 2015. Consultado el 7 de septiembre de 2012 .
3. Ingemar Gunnarsson
4. "American Gas Association" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2021-12-29 . Consultado el 2022-03-01 .
5. Índice de Wobbe y gases combustibles
6. Flórez-Orrego, Daniel, Escola Politécnica da USP. "Intercambiabilidad de gases combustibles" . Consultado el 8 de septiembre de 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)