TEMPERATURA ADIABÁTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICO DE LA COMBUSTIÓN REAL. INFLUENCIA DEL HIDRÓGENO PRESENTE

Recepción: abril 2012
Aceptación/publicación: julio/sept. 2012

TEMPERATURA ADIABÁTICA Y EQUILIBRIO
QUÍMICO DE LA COMBUSTIÓN REAL. INFLUENCIA
DEL HIDRÓGENO PRESENTE
Dr. David Castillo-Mejía, Dr. José Á. Dávila-Gómez
jadg@correo.azc.uam.mx
Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco. D.F., México

Resumen
La temperatura adiabática es la máxima temperatura teórica que laflama de una combustión real
de un combustible puede alcanzar en ausencia de transferencia de calor que, por razones termodinámicas,
no es factible evitar, con lo que la temperatura efectiva observada siempre es menor. La estimación de
la temperatura adiabática debe realizarse en función de la composición de las especies presentes en la
flama (que a su vez dependen de la temperatura de la misma).El problema se define entonces como un
algoritmo complejo que obliga iterar la temperatura adiabática buscada con la composición de las especies
a esa misma temperatura adiabática, de acuerdo con un proceso específico de equilibrio químico presente,
que en nuestro caso, es el representado por el mecanismo de reacción de gas húmedo, considerando la
producción simultánea de contaminantes tipoNOx y la existencia o no de hidrógeno en esa composición.
En este trabajo se presenta una estimación comparativa de esa temperatura, a partir de la composición
obtenida desde la combustión reductora hasta la combustión oxidante completa. Como referencia,
empleando metano, el mayor componente del gas natural comercial, así como conceptos avanzados
derivados de los diagramas de combustión deequilibrio termodinámico, como base de la combustión real
simulada. El rango del cálculo de la temperatura adiabática se hace a partir del límite superior (riqueza
de 2), hasta el límite inferior de inflamación (riqueza de 0,5), con aire atmosférico como comburente.
Palabras clave: temperatura adiabática, combustión oxidante completa, combustión real hidrocarburos.

Abstract
The adiabatictemperature is the maximum theoretical temperature that you can see in an actual
fuel’s combustion in the absence of heat transfer, which for thermodynamic reasons is not feasible to
avoid, so the observed effective temperature is lower than the adiabatic temperature. The estimation of
the adiabatic temperature must be done based on the composition of chemical equilibrium of the species
present inthe combustion’s flame. The problem is then defined as a complex algorithm that oblige to iterate
the adiabatic temperature together with the species’ composition at the same adiabatic temperature
according to the specific process of chemical equilibrium, which in our case is represented by the wet gas
mechanism of reaction and considers also the NOx production due to thermal chemical reaction ofoxygen
and nitrogen and the existence or not of hydrogen in that composition. This work presents a comparative
estimate of the adiabatic temperature from the composition obtained trough the reduced combustion to
the oxidizing complete combustion as the reference using methane, the major component of commercial
natural gas, as well as advanced concepts derived from the thermodynamicequilibrium diagrams of
combustion as the basis for the simulated real combustion. The calculus of the estimation and the
comparison will be do it in the range: lower limit (ϕ= 0,5), to upper limit (ϕ= 2,0) of inflammation using
atmospheric air as oxidant.
Keywords: adiabatic temperature, oxidizing complete combustion, real burning hydrocarbons.

Vol. XXIV, Nº 3, septiembre-diciembre, 2012 243Revista Cubana de Química, págs. 243-248

Introducción
En este trabajo se explora la combustión del
metano con aire como comburente en el rango de
riqueza permisible: Φinf = 0,5 &Φsup = 2; en el
contexto de este trabajo se utilizará el factor de

comburente, lo que da el siguiente rango: µinf = 0,5
&µsup = 2. La exploración del rango mencionado
brinda la posibilidad de conocer los...