断熱火炎温度とは?

燃焼で発生した熱が外に逃げないと仮定したとき、燃焼ガスが理論上どこまで熱くなるかを表す温度です。

炉やエンジンの材料が耐えられるか、\mathrm{NO}_xがどれくらい出やすいかの目安になります。実際の炎は熱が逃げるので、これより低くなります。

メタンを空気でちょうど良い割合(\varphi = 1)で燃やすと、室温・大気圧から始めて約2220 Kになります。

クイック計算の「化学平衡」で条件をHPにすると求まります。Chemical CADでは平衡反応器(HP)を使います。結果の温度が断熱火炎温度です。

圧力一定で外部との熱のやり取りがないので、反応前後でエンタルピーが等しくなります。
H_{\mathrm{reactants}}(T_0) = H_{\mathrm{products}}(T_{\mathrm{ad}})
高温では\mathrm{CO_2}や\mathrm{H_2O}の一部が分解(解離)して熱を吸収するため、完全燃焼を仮定した値より低くなります。最大値は \varphi が1よりわずかに大きい側に現れるのが普通です。