Калькулятор AFR считает массовое соотношение воздух-топливо. AFR расшифровывается как Air-Fuel Ratio, то есть отношение массы воздуха к массе топлива. Калькулятор позволяет быстро определить, сколько воздуха нужно для полного сгорания топлива или сколько топлива соответствует уже заданной массе воздуха. В логике расчёта сохранён исходный паттерн: выбор топлива, поле AFR и два связанных поля массы топлива и воздуха.
Что делает этот калькулятор
- Подставляет стехиометрический AFR для выбранного топлива из исходной таблицы.
- Позволяет в режиме Другое задать собственное значение AFR вручную.
- Связывает массу топлива и массу воздуха так, чтобы одно поле автоматически пересчитывалось через другое.
- Даёт быстрый ориентир для двигателей, горелок, печей и учебных расчётов по горению.
Что такое AFR
AFR (air-fuel ratio) - это отношение массы воздуха к массе топлива. Если для полного сгорания 1 кг топлива требуется 14,6 кг воздуха, то AFR равен 14,6:1. В этом калькуляторе AFR считается именно по массе, как и в исходном калькуляторе.
Стехиометрическое соотношение показывает теоретический минимум воздуха, необходимый для полного сгорания топлива. В реальных установках рабочий режим может быть богаче или беднее стехиометрии, но именно эта точка удобна как базовый ориентир.
Где полезен расчёт
Он подходит для предварительных оценок в ДВС, горелках, теплотехнических установках и в учебных задачах, где нужно быстро сверить требуемую массу воздуха по известной массе топлива.
Что он не учитывает
Здесь нет поправок на влажность воздуха, фактический состав коммерческого топлива, температуру, давление, неполное сгорание и реальную настройку системы подачи топлива и воздуха.
Какие поля есть в исходном калькуляторе
| Поле | Роль | Как работает |
|---|---|---|
| Выбор топлива | Выбор вещества | Подставляет эталонный AFR из таблицы. В режиме Другое позволяет задать свой AFR вручную. |
| Соотношение воздух-топливо (AFR) | Эталонное отношение | Для фиксированных топлив поле расчётное. Для Другое становится редактируемым. |
| Масса топлива | Масса топлива | Если вы меняете её последней, калькулятор пересчитывает массу воздуха. |
| Масса воздуха | Масса воздуха | Если вы меняете её последней, калькулятор пересчитывает массу топлива. |
Формулы из исходной логики
Основная зависимость
AFR = m_air / m_fuelОтсюда следуют обе рабочие формы калькулятора:
m_air = AFR × m_fuel m_fuel = m_air / AFRНа source page также дано обобщённое уравнение горения углеводородного топлива:
Это удобная запись для вывода стехиометрического расхода кислорода и воздуха в теоретических расчётах. Сам калькулятор справа не решает полную химию реакции, а использует уже готовые AFR для выбранных топлив.
Почему это удобно
Для практики не всегда нужно заново выводить коэффициенты реакции. Часто достаточно знать эталонный AFR для конкретного топлива и дальше быстро считать связку “масса топлива ↔ масса воздуха”.
Таблица AFR из исходного калькулятора
| Топливо | AFR, :1 | Комментарий |
|---|---|---|
| Метан (CH4) | 17,19 | Высокий AFR для лёгкого газообразного топлива. |
| Ацетилен (C2H2) | 13,26 | Используется в газопламенных и сварочных задачах. |
| Этан (C2H6) | 16,95 | Близок по логике к другим лёгким углеводородным газам. |
| Пропан (C3H8) | 15,64 | Типовой ориентир для LPG-расчётов. |
| Бутан (C4H10) | 15,42 | Близок к пропану, но со своим стехиометрическим коэффициентом. |
| Пентан (C5H12) | 15,29 | Промежуточный вариант среди жидких углеводородов. |
| Октан (C8H18) | 15,09 | Химическая модель бензиновой фракции в исходном калькуляторе. |
| Дизельное топливо (C12H23) | 14,60 | Типовой ориентир для грубых дизельных расчётов по массе. |
| Керосин | 15,60 | Подходит для общих теплотехнических оценок. |
| Водород (H2) | 34,21 | Из-за малой молекулярной массы топлива AFR получается очень высоким. |
| н-Бутанол (C4H10O) | 11,20 | Кислородсодержащее топливо с более низким AFR по сравнению с углеводородами. |
| Этанол E10 | 14,08 | Смесь бензина с этанолом меняет стехиометрическое отношение. |
| Этанол E85 | 9,75 | Высокая доля этанола заметно снижает AFR. |
| Метанол (CH3OH) | 6,47 | Один из самых низких AFR в исходной таблице. |
| Другое | Вводится вручную | Используется, если нужного топлива нет в исходном списке. |
Как пользоваться калькулятором
- Выберите топливо из списка. Если его нет, используйте режим Другое.
- Для готового топлива проверьте, какой AFR подставился автоматически.
- Введите массу топлива, если хотите узнать требуемую массу воздуха.
- Либо введите массу воздуха, если хотите пересчитать эквивалентную массу топлива.
- Если выбран режим Другое, сначала введите AFR, а затем работайте с массами.
Пример расчёта
Возьмём 2 кг дизельного топлива. Для дизеля исходная таблица даёт AFR 14,6. Тогда теоретически необходимая масса воздуха составит 29,2 кг. Если вместо этого известна масса воздуха 30 кг, тот же калькулятор покажет эквивалентную массу топлива около 2,05 кг. В режиме Другое логика та же, только AFR задаётся вручную.
При той же массе воздуха фактическая смесь становится богаче и для полного сгорания не хватает кислорода.
Смесь уходит в более бедную область. Это важно учитывать в реальных теплотехнических и моторных режимах.
Ограничения модели
Калькулятор справа не рассчитывает температуру пламени, состав выхлопа, коэффициент избытка воздуха по нормативу, детонационную стойкость, поведение под наддувом и влияние влажности воздуха. Его задача - быстро воспроизвести стехиометрическую логику исходного калькулятора по массе.
Когда нужен более глубокий расчёт
Если речь идёт о проектировании горелки, настройке ЭБУ, анализе выбросов или подборе режима промышленной печи, нужны реальные данные по составу топлива, температуре, давлению и газоанализу, а не только теоретический AFR.
Частые вопросы
Почему поле AFR иногда недоступно для редактирования?
Потому что для фиксированных топлив оно берётся из исходной таблицы. Редактирование доступно только в режиме Другое.
Этот калькулятор считает AFR по массе или по объёму?
По массе. Это базовый принцип всей логики справа.
Можно ли вводить данные в килограммах, граммах и фунтах?
Да. Поддерживаются те же единицы массы, что и в исходном калькуляторе: g, kg и lb.
Чем режим «Другое» отличается от выбора готового топлива?
В режиме Другое вы сами задаёте AFR, а не используете одно из табличных значений исходной страницы.
