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AFR 計算機(空燃比)

計算含有碳、氫和氧的燃料的理論與實際空氣—燃料質量比、λ 值和當量比。

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化學計算機

AFR 計算機(空氣燃料比)

為含有碳、氫、氧的燃料計算理論與實際的空氣-燃料質量比、λ 值與當量比。

計算之前: 理論結果假設完全燃燒生成二氧化碳與水,乾空氣中氧含量以莫耳百分比 20.95% 計算,且燃料中不含氮、硫、灰分、水分或解離。

結果

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方法與背景

計算 C/H/O 燃料的理論空燃比

AFR 計算機接受含有碳、氫以及可選氧元素的燃料化學式,估算將其完全理論燃燒為二氧化碳和水所需的乾空氣質量。輸入如 CH4、C8H18 或 C2H6O 等化學式以及實際的空氣對燃料質量比。計算結果將顯示理論 AFR、λ 值、當量比以及稀/濃混合氣的判讀指引。

空燃比為空氣質量除以燃料質量。顯示值 14.7:1 代表每單位質量的燃料需要 14.7 單位的空氣質量。λ 值用於比較實際 AFR 與理論 AFR,而當量比 φ 則為其倒數。同時標示這兩個比值,可避免因預設使用倒數慣例而將稀混合氣誤稱為濃混合氣的常見錯誤。

平衡氧氣以達完全燃燒

對於 CxHyOz,完全燃燒每莫耳燃料需要 x + y/4 − z/2 莫耳的 O2。碳會形成 CO2,氫會形成 H2O;燃料中已存在的氧會減少外部氧氣需求。計算工具會拒絕僅含碳、氫、氧以外的化學式,因為氮、硫、金屬、灰分、水和混合組成需要額外的產物假設。

所需的氧氣會除以 0.2095(所標示的乾空氣氧氣莫耳分率),以估算乾空氣的莫耳數。再乘上乾空氣莫耳質量 28.965 g/mol 得到空氣質量,然後除以燃料的莫耳質量。每個中間數值都會顯示,以便能分別檢查氧氣平衡與質量基準。

讀取 lambda 與當量比

Lambda 等於實際 AFR 除以化學計量比 AFR。Lambda 大於一表示空氣多於化學計量比基礎,標示為稀(lean);小於一表示空氣較少,標示為濃(rich)。當量比 phi 等於化學計量比 AFR 除以實際 AFR,也就是 1/lambda,因此其濃與稀的方向相反。接近一表示接近所選的化學計量比模型。

這些比值描述的是所輸入的整體混合氣,本身並不代表燃燒完整性或排放。點火、混合、殘留廢氣、濕度、壓力、溫度、解離、壁面油膜和暫態運轉,都可能使實際產物偏離理想的 CO2 與水的終態。感測器的 lambda 數值與指令的燃料比,也需要正確的燃料校正。

使用正確的燃料化學式與基準

純烴化學式可直接輸入。含氧燃料可包含 O,但如市售汽油、E10、生質柴油、天然氣或發生爐煤氣等混合燃料,並沒有一個通用的分子式。在工程精度要求下,請使用實測的元素分析或經認可的代表組成。請勿從產品名稱自行編造化學式。

實際 AFR 必須為正,並使用與結果相同的質量基準。化學式解析器會展開下標與分組,但會拒絕不支援的元素與不可燃燒的 C/H 需求。在將化學計量比結果用於引擎校正、燃燒器控制、排放分析或任何安全相關決策之前,請與可信的燃料物性資料來源相互核對。

工程限制與私人估算

本計算工具是一個理想化的教學用平衡。它不會模擬解離、不完全燃燒、絕熱火焰溫度、熱值、爆震、可燃性界限、廢氣組成、濕度或設備專屬控制。燃料處理與燃燒系統需要合格的程序、儀器、通風,以及適用的安全標準。

數值會在目前的瀏覽器分頁中計算。NexaCurrent 不會上傳在此輸入的數量、化學式、化學名稱、元素選擇或其他資訊,也不需要帳號。複製是在答案與計算過程顯示後的有意動作。重新整理或離開頁面會清除目前的計算結果,因此若稍後學習需要,請保留已複製的結果。

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