Adijabatska temperatura izgaranja

Plamenik s acetilenom i kisikom primjenjuje se za rezanje čeličnih cijevi

Proces adijabatskog izgaranja podrazumijeva odsutnost bilo kakvih gubitaka topline u okolinu. Prema tome, sva se toplina izgaranja troši na zagrijavanje produkata izgaranja. Temperatura koju bi plinovi tada imali, naziva se adijabatska temperatura izgaranja.

Kod procesa izgaranja, postoje dvije vrste adijabatske temperature izgaranja, ovisno o tome kako je proces završen, s konstantnim obujmom i s konstantnim tlakom.

• Adijabatska temperatura izgaranja s konstantnim obujmom je temperatura koja je rezultat potpunog izgaranja, koja se pojavljuje bez ikakvog rada, prijenosa topline, te mijenjanja kinetičke i potencijalne energije.

• Adijabatska temperatura izgaranja s konstantnim tlakom, je temperatura koja je rezultat potpunog izgaranja, koja se pojavljuje bez prijenosa topline, te mijenjanja kinetičke i potencijalne energije. Ova je temperature niža od temperature u procesu s konstantnim obujmom, zato što se jedan dio energije troši na promjenu obujma (obavlja rad).

Pogrešno se misli da je adijabatska temperatura izgaranja maksimalna temperatura koja se može dobiti od danih kemijskih tvari, zato što prijenos topline između elemenata i nepotpuno izgaranje, smanjuje temperaturu izgaranja. Pokazalo se da neka goriva bogata acetilenom i metanom, mogu premašiti adijabatsku temperaturu izgaranja za par stotina ºC.

Uobičajeni plameni

U svakodnevnom životu, većina izgaranja odnosi se na organske tvari, kao što su drvo, vosak, mast, propan ili benzin. Adijabatska temperatura izgaranja s konstantnim tlakom takvih tvari je u uskom području oko 1950 °C. To je zato što je to stehiometrijski sličan postupak: izgaranje organskih tvari s n ugljika, uključuje razbijanje približno 2n C-H veza, n C-C veza i 1,5n O₂ veza, da bi se dobilo otprilike n CO₂ molekula i n H₂O molekula.

Uobičajene temperature plamena

Kod standardnog tlaka 1 bar i temperature 20 °C, tablica pokazuje adijabatske temperature izgaranja za razne plinove s konstantnim tlakom. Vrijednosti se odnose za stehiometrijski odnos goriva i oksidansa φ = 1.

Adijabatska temperatura izgaranja sa konstantnim tlakom za uobičajene plinove/materijale

Gorivo	Oksidans	$T_{ad}$ (°C)	$T_{ad}$ (°F)
Acetilen (C2H2)	zrak	2500	4532
Acetilen (C2H2)	kisik	3480	6296
Butan (C4H10)	zrak	1970	3578
Cianogen (C2N2)	kisik	4525	8177
Dicianoacetilen (C4N2)	kisik	4990	9010
Etan (C2H6)	zrak	1955	3551
Vodik (H2)	zrak	2210	4010
Vodik (H2)	kisik	3200	5792
Metan (CH4)	zrak	1950	3542
Zemni plin	zrak	1960	3562
Propan (C3H8)	zrak	1980	3596
Propan (C3H8)	kisik	2526	4579
MAPP plin Metilacetilen (C3H4)	zrak	2010	3650
MAPP plin Metilacetilen (C3H4)	kisik	2927	5301
Drvo	zrak	1980	3596
Petrolej	zrak	2093	3801
Lagano loživo ulje	zrak	2104	3820
Srednje loživo ulje	zrak	2101	3815
Teško loživo ulje	zrak	2102	3817
Bitumenski ugljen	zrak	2172	3943
Antracit	zrak	2180	3957
Antracit	kisik	≈2900	≈5255