Adiabatic flame temperature
জ্বলন অধ্যয়নে, অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা হল আদর্শ পরিস্থিতিতে একটি শিখা দ্বারা পৌঁছানো তাপমাত্রা। এটি তাপমাত্রার একটি উপরের সীমা যা প্রকৃত প্রক্রিয়াগুলিতে পৌঁছায়। দুই ধরনের অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা রয়েছেঃ ধ্রুবক আয়তন এবং ধ্রুবক চাপ, প্রক্রিয়াটি কীভাবে সম্পন্ন হয় তার উপর নির্ভর করে। ধ্রুবক আয়তন অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা হল এমন তাপমাত্রা যা কোনও কাজ, তাপ স্থানান্তর বা গতিশক্তি বা সম্ভাব্য শক্তির পরিবর্তন ছাড়াই একটি সম্পূর্ণ দহন প্রক্রিয়া থেকে উদ্ভূত হয়। এর তাপমাত্রা ধ্রুবক চাপ প্রক্রিয়ার তুলনায় বেশি কারণ সিস্টেমের আয়তন পরিবর্তন করতে কোনও শক্তি ব্যবহার করা হয় না (অর্থাৎ, কাজ উৎপন্ন করে)। দৈনন্দিন জীবনে, কাঠ, মোম, চর্বি, প্লাস্টিক, প্রোপেন এবং পেট্রোলের মতো উপকরণগুলিতে হাইড্রোকার্বনের দ্রুত জারণের কারণে বেশিরভাগ আগুনের শিখা দেখা যায়। বাতাসে এই ধরনের পদার্থের ধ্রুবক-চাপ অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা 1950 ডিগ্রি সেলসিয়াসের কাছাকাছি তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ পরিসরে থাকে। এর বেশিরভাগ কারণ হল এই যৌগগুলির জ্বলন তাপ মোটামুটিভাবে ব্যবহৃত অক্সিজেনের পরিমাণের সাথে আনুপাতিক, যা আনুপাতিকভাবে উত্তপ্ত করতে হবে এমন বায়ুর পরিমাণ বাড়ায়, তাই শিখা তাপমাত্রার উপর জ্বলন তাপের বৃহত্তর তাপের প্রভাব অফসেট হয়। উচ্চ তাপমাত্রায় অসম্পূর্ণ বিক্রিয়া বৃহত্তর জ্বলন তাপের প্রভাবকে আরও কমিয়ে দেয়। যেহেতু বেশিরভাগ দহন প্রক্রিয়া স্বাভাবিকভাবেই খোলা বাতাসে ঘটে, তাই এমন কিছু নেই যা গ্যাসকে একটি নির্দিষ্ট আয়তনের মধ্যে সীমাবদ্ধ করে যেমন একটি ইঞ্জিনের সিলিন্ডার। ফলস্বরূপ, এই পদার্থগুলি একটি ধ্রুবক চাপে জ্বলবে, যা প্রক্রিয়া চলাকালীন গ্যাসকে প্রসারিত করতে দেয়। সাধারণ শিখা তাপমাত্রা প্রাথমিক বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থা (1বার এবং 20 ডিগ্রি সেলসিয়াস) ধরে নিলে, নিম্নলিখিত সারণিতে ধ্রুবক চাপের পরিস্থিতিতে বিভিন্ন জ্বালানির জন্য শিখা তাপমাত্রা তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। এখানে উল্লিখিত তাপমাত্রা একটি স্টোইকিওমেট্রিক জ্বালানী-অক্সিডাইজার মিশ্রণের জন্য (অর্থাৎ। সমতা অনুপাত φ = 1)। লক্ষ্য করুন যে এগুলি তাত্ত্বিক, প্রকৃত নয়, একটি শিখা দ্বারা উত্পাদিত শিখা তাপমাত্রা যা কোনও তাপ হারায় না। সবচেয়ে কাছাকাছি হবে একটি শিখার সবচেয়ে উষ্ণ অংশ, যেখানে জ্বলন প্রতিক্রিয়া সবচেয়ে কার্যকর। এটি সম্পূর্ণ জ্বলনও ধরে নেয় (যেমন। পুরোপুরি ভারসাম্যপূর্ণ, অ-ধূমপায়ী, সাধারণত নীল শিখা)। টেবিলের বেশ কয়েকটি মান অনলাইন ক্যালকুলেটরগুলির সাহিত্য বা ভবিষ্যদ্বাণীর সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে একমত নয়। তাপগতিবিদ্যা একটি বদ্ধ প্রতিক্রিয়াশীল ব্যবস্থার জন্য তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র থেকে আমাদের কাছে রয়েছে যেখানে, এবং প্রক্রিয়া চলাকালীন তাপ এবং কাজ যথাক্রমে সিস্টেম থেকে আশেপাশে স্থানান্তরিত হয়, এবং যথাক্রমে প্রতিক্রিয়াশীল এবং পণ্যগুলির অভ্যন্তরীণ শক্তি। ধ্রুবক আয়তনের অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রার ক্ষেত্রে, সিস্টেমের আয়তন স্থির থাকে এবং তাই কোনও কাজ ঘটে নাঃ কোনও তাপ স্থানান্তরও হয় না কারণ প্রক্রিয়াটিকে অ্যাডিয়াব্যাটিক হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ ফলস্বরূপ, পণ্যগুলির অভ্যন্তরীণ শক্তি প্রতিক্রিয়াশীলদের অভ্যন্তরীণ শক্তির সমানঃ যেহেতু এটি একটি বদ্ধ ব্যবস্থা, তাই পণ্য এবং বিক্রিয়কের ভর ধ্রুবক এবং প্রথম সূত্রটি ভর ভিত্তিতে লেখা যেতে পারে। ধ্রুবক চাপ অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রার ক্ষেত্রে, সিস্টেমের চাপ ধ্রুবক রাখা হয়, যার ফলে কাজের জন্য নিম্নলিখিত সমীকরণটি পাওয়া যায়ঃ আবার কোনও তাপ স্থানান্তর ঘটে না কারণ প্রক্রিয়াটিকে অ্যাডিয়াব্যাটিক হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছেঃ প্রথম সূত্র থেকে আমরা দেখতে পাই যে, এনথালপির সংজ্ঞা স্মরণ করে আমরা তা পাই। যেহেতু এটি একটি বদ্ধ ব্যবস্থা, তাই পণ্য এবং প্রতিক্রিয়াশীলগুলির ভর একই এবং প্রথম সূত্রটি ভর ভিত্তিতে লেখা যেতে পারেঃ আমরা দেখতে পাই যে ধ্রুবক চাপ প্রক্রিয়ার অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা ধ্রুবক আয়তন প্রক্রিয়ার তুলনায় কম। এর কারণ হল জ্বলন চলাকালীন নির্গত কিছু শক্তি কাজ হিসাবে নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার আয়তন পরিবর্তন করতে যায়। যদি আমরা ধরে নিই যে দহন সম্পূর্ণ হতে চলেছে (অর্থাৎ। শুধুমাত্র গঠন করে এবং), আমরা স্টোইকিওমেট্রিক অবস্থায় বা স্টোইকিওমেট্রি (অতিরিক্ত বায়ু)-এর দুর্বল অবস্থায় হাত দিয়ে অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা গণনা করতে পারি। এর কারণ হল বাম এবং ডান হাতের দিকের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য পর্যাপ্ত চলক এবং মোলার সমীকরণ রয়েছে, স্টোইকিওমেট্রি সমৃদ্ধ পর্যাপ্ত চলক নেই কারণ কমপক্ষে মোলার ভারসাম্যের জন্য জ্বলন সম্পূর্ণ হতে পারে না এবং প্রয়োজন হয় না (এগুলি অসম্পূর্ণ জ্বলনটির সবচেয়ে সাধারণ পণ্য), তবে, আমরা যদি জল গ্যাস স্থানান্তর প্রতিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করি এবং এই প্রতিক্রিয়ার জন্য ভারসাম্য ধ্রুবক ব্যবহার করি, তবে আমাদের গণনা সম্পূর্ণ করার জন্য পর্যাপ্ত চলক থাকবে। বিভিন্ন স্তরের শক্তি এবং মোলার উপাদান সহ বিভিন্ন জ্বালানির বিভিন্ন অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা থাকবে। নিম্নলিখিত চিত্র থেকে আমরা দেখতে পাচ্ছি যে কেন নাইট্রোমিথেন (সিএইচ3এনও2) প্রায়শই গাড়ির জন্য শক্তি বৃদ্ধি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। যেহেতু নাইট্রোমিথেনের প্রতিটি অণুতে নাইট্রোজেন এবং অক্সিজেনের মধ্যে তুলনামূলকভাবে উচ্চ-শক্তির বন্ধন সহ একটি জারক থাকে, তাই এটি হাইড্রোকার্বন বা অক্সিজেনযুক্ত মিথেনলের চেয়ে অনেক বেশি গরম পোড়াতে পারে। এটি বিশুদ্ধ অক্সিজেন যোগ করার অনুরূপ, যা অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রাও বাড়ায়। এর ফলে এটি একটি ধ্রুবক আয়তন প্রক্রিয়া চলাকালীন আরও চাপ তৈরি করতে সক্ষম হয়। চাপ যত বেশি হবে, পিস্টনের উপর তত বেশি শক্তি ইঞ্জিনে আরও বেশি কাজ এবং আরও শক্তি তৈরি করবে। এটি স্টোইকিওমেট্রি সমৃদ্ধ তুলনামূলকভাবে গরম থাকে কারণ এতে নিজস্ব জারক থাকে। যাইহোক, নাইট্রোমিথেনের উপর একটি ইঞ্জিনের ক্রমাগত চলমান এই উচ্চ তাপমাত্রার কারণে অবশেষে পিস্টন এবং/অথবা সিলিন্ডার গলে যাবে। বাস্তব বিশ্বের প্রয়োগগুলিতে, সম্পূর্ণ জ্বলন সাধারণত ঘটে না। রসায়ন নির্দেশ করে যে বিচ্ছিন্নতা এবং গতিবিদ্যা পণ্যগুলির গঠন পরিবর্তন করবে। বেশ কয়েকটি প্রোগ্রাম উপলব্ধ রয়েছে যা ভারসাম্য ধ্রুবকের (স্ট্যানজান, নাসা সিইএ, এএফটিপি) মাধ্যমে বিচ্ছিন্নতা বিবেচনা করে অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা গণনা করতে পারে। নিম্নলিখিত চিত্রটি দেখায় যে বিচ্ছিন্নতার প্রভাবগুলি অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখার তাপমাত্রা হ্রাস করে। এই ফলাফলটি লে চ্যাটেলিয়ারের নীতির মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। আরও দেখুন ফ্লেম স্পিড রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক সাধারণ তথ্য অ্যাডিয়াব্যাটিক ফ্লেম তাপমাত্রার গণনা অ্যাডিয়াব্যাটিক ফ্লেমের তাপমাত্রা হাইড্রোজেন, মিথেন, প্রোপেন এবং অক্টেনের অ্যাডিয়াব্যাটিক ফ্লেম তাপমাত্রা অক্সিজেন বা বায়ুর সাথে অক্সিডাইজার হিসাবে একটি নীল শিখা এবং সাধারণ উপকরণ ক্যালকুলেটর অনলাইন অ্যাডিয়াব্যাটিক ফ্লেম তাপমাত্রা ক্যালকুলেটর ক্যান্টেরা অ্যাডিয়াব্যাটিক ফ্লেম তাপমাত্রা প্রোগ্রাম গ্যাসেক ব্যবহার করে, রাসায়নিক ভারসাম্য গণনা করার জন্য প্রোগ্রাম। শিখা তাপমাত্রা ক্যালকুলেটর-ধ্রুবক চাপ বাইপ্রোপেল্যান্ট অ্যাডিয়াব্যাটিক জ্বলন অ্যাডিয়াব্যাটিক শিখা তাপমাত্রা ক্যালকুলেটর দহন তাপমাত্রা থ্রেশহোল্ড তাপমাত্রা