Comprender la relación de equivalencia y la velocidad de quema
* Relación de equivalencia (φ): Esta relación representa la relación de combustible-aire real en una mezcla en comparación con la relación estequiométrica (la relación ideal para la combustión completa).
* Velocidad de quema (S U ): Esta es la velocidad a la que el frente de la llama se propaga a través de una mezcla combustible.
razones para la disminución de la velocidad de la quema
1. Disponibilidad reducida de oxígeno: A medida que aumenta la relación de equivalencia, tiene una mezcla más rica con más combustible y menos oxígeno. Esto significa que hay menos oxígeno disponible para participar en la reacción de combustión. En consecuencia, el proceso de combustión se ralentiza, lo que resulta en una velocidad de ardor más baja.
2. Aumento de la capacidad térmica: Las moléculas de combustible tienen una mayor capacidad de calor que las moléculas de oxígeno. Una mezcla más rica contiene más combustible y menos oxígeno, lo que lleva a una mayor capacidad de calor general. Esto significa que se requiere más energía para elevar la temperatura de la mezcla, disminuyendo aún más la propagación de la llama.
3. Efectos cinéticos químicos: La tasa de reacciones químicas involucradas en la combustión puede verse influenciada por la relación combustible a aire específica. En mezclas más ricas, las velocidades de reacción pueden ser más lentas, lo que lleva a una disminución en la velocidad de ardor.
Nota importante:
* Si bien la velocidad de combustión generalmente disminuye al aumentar la relación de equivalencia, hay un punto de "velocidad de combustión máxima" en una mezcla ligeramente rica. Esto ocurre porque el aumento de la concentración de combustible proporciona más energía para la combustión, superando momentáneamente los efectos negativos de la menor disponibilidad de oxígeno. Sin embargo, más allá de este punto, la disminución de la velocidad de ardor se vuelve más pronunciada.
Implicaciones prácticas:
* Rendimiento del motor: En los motores de combustión interna, se mantiene una relación de equivalencia óptima para lograr un equilibrio entre la potencia de salida y las emisiones.
* Seguridad: Comprender la relación entre la relación de equivalencia y la velocidad de ardor es crucial para prevenir explosiones y garantizar el manejo seguro de mezclas combustibles.
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