Calculateur de Rapport Air-Carburant (AFR) - Outil de Combustion et Lambda Précis

Qu'est-ce que le Rapport Air-Carburant (AFR) ?

Définition et Importance
Rapport Stoechiométrique
Mélanges Riches et Pauvres

Le rapport air-carburant (AFR) est le rapport massique entre l'air et le carburant présents dans un processus de combustion. C'est un paramètre critique dans les moteurs, brûleurs et réactions chimiques impliquant des carburants.

AFR Stoechiométrique

L'AFR stoechiométrique est le rapport idéal où tout le carburant est brûlé en utilisant tout l'oxygène disponible, ne laissant aucun excès d'air ou de carburant. Pour l'essence, c'est typiquement 14,7:1.

Mélanges Riches et Pauvres

Un mélange est 'riche' s'il y a un excès de carburant (AFR < stoechiométrique), et 'pauvre' s'il y a un excès d'air (AFR > stoechiométrique).

Valeurs AFR Stoechiométriques Courantes

L'AFR stoechiométrique de l'essence est de 14,7:1.
L'AFR stoechiométrique du diesel est de 14,5:1.

Guide Étape par Étape pour Utiliser le Calculateur AFR

Sélection des Entrées
Processus de Calcul
Interprétation des Résultats

Sélection des Entrées

Sélectionnez le type de carburant, entrez les quantités d'air et de carburant, et choisissez les unités appropriées pour chacun.

Processus de Calcul

Le calculateur calcule l'AFR en divisant la quantité d'air par la quantité de carburant, puis la compare à la valeur stoechiométrique pour le carburant sélectionné.

Interprétation des Résultats

Les résultats incluent l'AFR calculé, l'AFR stoechiométrique, lambda, le type de mélange et la déviation par rapport à l'idéal.

Calculs d'Exemple

Entrée : 14,7g d'air, 1g d'essence → AFR = 14,7 (stoechiométrique)
Entrée : 20g d'air, 1g de diesel → AFR = 20 (pauvre)

Applications Réelles de l'AFR

Réglage Moteur
Contrôle des Émissions
Analyse en Laboratoire

Réglage Moteur

L'AFR est crucial pour optimiser les performances moteur, l'économie de carburant et les émissions dans les moteurs automobiles et industriels.

Contrôle des Émissions

Un AFR approprié assure une combustion complète, réduisant les émissions nocives telles que CO, NOx et hydrocarbures non brûlés.

Analyse en Laboratoire

Les chimistes utilisent les calculs AFR pour concevoir et analyser des expériences de combustion et des tests d'efficacité énergétique.

Utilisations Pratiques

Régler un moteur à essence pour un AFR optimal.
Mesurer les émissions dans un générateur diesel.

Idées Fausses Courantes et Méthodes Correctes

AFR vs Lambda
Cohérence des Unités
Interprétation du Mélange

AFR vs Lambda

L'AFR est spécifique au carburant, tandis que lambda est un indicateur universel de la richesse ou pauvreté du mélange. Lambda = 1 signifie stoechiométrique.

Cohérence des Unités

Utilisez toujours des unités cohérentes pour les quantités d'air et de carburant pour éviter les erreurs de calcul.

Interprétation du Mélange

Un mélange riche n'est pas toujours meilleur pour la puissance ; il peut augmenter les émissions et réduire l'efficacité.

Idées Fausses

Utiliser kg pour l'air et g pour le carburant donne un AFR incorrect.
Lambda = 0,9 signifie riche ; lambda = 1,1 signifie pauvre.

Dérivation Mathématique et Exemples

Formule AFR
Calcul Lambda
Analyse de Déviation

Formule AFR

AFR = Quantité d'Air / Quantité de Carburant. Les deux doivent être dans la même unité (g, kg ou lb).

Calcul Lambda

Lambda = AFR / AFR Stoechiométrique. Lambda = 1 est idéal ; <1 est riche, >1 est pauvre.

Analyse de Déviation

Déviation (%) = 100 × (AFR - AFR Stoechiométrique) / AFR Stoechiométrique.

Exemples Mathématiques

AFR = 14,7 / 1 = 14,7 (stoechiométrique pour l'essence)
Lambda = 13 / 14,7 ≈ 0,88 (riche)

Essence - Combustion Idéale

Diesel - Mélange Pauvre

GPL - Mélange Riche

Hydrogène - Stoechiométrique