Calculadora de Relación Aire-Combustible (AFR)

Calcula la relación aire-combustible, lambda y valores estequiométricos para diferentes combustibles.

Ingresa las cantidades de aire y combustible, selecciona el tipo de combustible y obtén análisis instantáneo de AFR, lambda y mezcla.

Ejemplos

Ve cómo usar la Calculadora AFR para diferentes combustibles y escenarios.

Gasolina - Combustión Ideal

Gasolina

Calcula el AFR para 14.7g de aire y 1g de gasolina (estequiométrico).

Tipo de Combustible: Gasolina

Cantidad de Aire: 14.7 g

Cantidad de Combustible: 1 g

Diésel - Mezcla Pobre

Diésel

Calcula el AFR para 20g de aire y 1g de diésel.

Tipo de Combustible: Diésel

Cantidad de Aire: 20 g

Cantidad de Combustible: 1 g

GLP - Mezcla Rica

GLP

Calcula el AFR para 12g de aire y 1g de GLP.

Tipo de Combustible: GLP

Cantidad de Aire: 12 g

Cantidad de Combustible: 1 g

Hidrógeno - Estequiométrico

Hidrógeno

Calcula el AFR para 34.3g de aire y 2g de hidrógeno.

Tipo de Combustible: Hidrógeno

Cantidad de Aire: 34.3 g

Cantidad de Combustible: 2 g

Otros Títulos
Entendiendo la Relación Aire-Combustible (AFR): Una Guía Completa
Domina la ciencia de la combustión, lambda y optimización de mezclas.

¿Qué es la Relación Aire-Combustible (AFR)?

  • Definición e Importancia
  • Relación Estequiométrica
  • Mezclas Ricas y Pobres
La relación aire-combustible (AFR) es la relación de masa entre el aire y el combustible presentes en un proceso de combustión. Es un parámetro crítico en motores, quemadores y reacciones químicas que involucran combustibles.
AFR Estequiométrico
El AFR estequiométrico es la relación ideal donde todo el combustible se quema usando todo el oxígeno disponible, sin dejar exceso de aire o combustible. Para la gasolina, esto es típicamente 14.7:1.
Mezclas Ricas y Pobres
Una mezcla es 'rica' si hay exceso de combustible (AFR < estequiométrico), y 'pobre' si hay exceso de aire (AFR > estequiométrico).

Valores Comunes de AFR Estequiométrico

  • El AFR estequiométrico de la gasolina es 14.7:1.
  • El AFR estequiométrico del diésel es 14.5:1.

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora AFR

  • Selección de Entradas
  • Proceso de Cálculo
  • Interpretación de Resultados
Selección de Entradas
Selecciona el tipo de combustible, ingresa las cantidades de aire y combustible, y elige las unidades apropiadas para cada uno.
Proceso de Cálculo
La calculadora computa el AFR dividiendo la cantidad de aire por la cantidad de combustible, luego lo compara con el valor estequiométrico para el combustible seleccionado.
Interpretación de Resultados
Los resultados incluyen el AFR calculado, AFR estequiométrico, lambda, tipo de mezcla y desviación del ideal.

Cálculos de Ejemplo

  • Entrada: 14.7g aire, 1g gasolina → AFR = 14.7 (estequiométrico)
  • Entrada: 20g aire, 1g diésel → AFR = 20 (pobre)

Aplicaciones del Mundo Real del AFR

  • Ajuste de Motores
  • Control de Emisiones
  • Análisis de Laboratorio
Ajuste de Motores
El AFR es crucial para optimizar el rendimiento del motor, la economía de combustible y las emisiones en motores automotrices e industriales.
Control de Emisiones
El AFR apropiado asegura la combustión completa, reduciendo emisiones dañinas como CO, NOx e hidrocarburos no quemados.
Análisis de Laboratorio
Los químicos usan cálculos de AFR para diseñar y analizar experimentos de combustión y pruebas de eficiencia de combustible.

Usos Prácticos

  • Ajustando un motor de gasolina para AFR óptimo.
  • Midiendo emisiones en un generador diésel.

Conceptos Erróneos Comunes y Métodos Correctos

  • AFR vs. Lambda
  • Consistencia de Unidades
  • Interpretación de Mezclas
AFR vs. Lambda
El AFR es específico del combustible, mientras que lambda es un indicador universal de la riqueza o pobreza de la mezcla. Lambda = 1 significa estequiométrico.
Consistencia de Unidades
Siempre usa unidades consistentes para las cantidades de aire y combustible para evitar errores de cálculo.
Interpretación de Mezclas
Una mezcla rica no siempre es mejor para la potencia; puede aumentar las emisiones y reducir la eficiencia.

Conceptos Erróneos

  • Usar kg para aire y g para combustible da AFR incorrecto.
  • Lambda = 0.9 significa rico; lambda = 1.1 significa pobre.

Derivación Matemática y Ejemplos

  • Fórmula AFR
  • Cálculo de Lambda
  • Análisis de Desviación
Fórmula AFR
AFR = Cantidad de Aire / Cantidad de Combustible. Ambos deben estar en la misma unidad (g, kg, o lb).
Cálculo de Lambda
Lambda = AFR / AFR Estequiométrico. Lambda = 1 es ideal; <1 es rico, >1 es pobre.
Análisis de Desviación
Desviación (%) = 100 × (AFR - AFR Estequiométrico) / AFR Estequiométrico.

Ejemplos Matemáticos

  • AFR = 14.7 / 1 = 14.7 (estequiométrico para gasolina)
  • Lambda = 13 / 14.7 ≈ 0.88 (rico)