Compréhension du rapport d'équivalence et de la vitesse de brûlure
* Ratio d'équivalence (φ): Ce rapport représente le rapport carburant / air réel dans un mélange par rapport au rapport stoechiométrique (le rapport idéal pour la combustion complète).
* vitesse de brûlure (s u ): C'est la vitesse à laquelle le front de flamme se propage à travers un mélange combustible.
Raisons de la diminution de la vitesse de brûlure
1. Réduction de la disponibilité de l'oxygène: À mesure que le rapport d'équivalence augmente, vous avez un mélange plus riche avec plus de carburant et moins d'oxygène. Cela signifie qu'il y a moins d'oxygène disponible pour participer à la réaction de combustion. Par conséquent, le processus de combustion ralentit, entraînant une vitesse de combustion plus faible.
2. Capacité thermique accrue: Les molécules de carburant ont une capacité thermique plus élevée que les molécules d'oxygène. Un mélange plus riche contient plus de carburant et moins d'oxygène, conduisant à une capacité thermique globale plus élevée. Cela signifie que plus d'énergie est nécessaire pour augmenter la température du mélange, ralentissant davantage la propagation de la flamme.
3. Effets cinétiques chimiques: La vitesse de réactions chimiques impliquées dans la combustion peut être influencée par le rapport carburant / air spécifique. Dans les mélanges plus riches, les taux de réaction peuvent être plus lents, entraînant une diminution de la vitesse de brûlure.
Remarque importante:
* Bien que la vitesse de brûlure diminue généralement avec l'augmentation du rapport d'équivalence, il y a un point de "vitesse de combustion maximale" à un mélange légèrement riche. Cela se produit parce que l'augmentation de la concentration de carburant offre plus d'énergie pour la combustion, l'emportant momentanément sur les effets négatifs de la baisse de la disponibilité de l'oxygène. Cependant, au-delà de ce point, la diminution de la vitesse de brûlure devient plus prononcée.
Implications pratiques:
* Performance du moteur: Dans les moteurs à combustion interne, un rapport d'équivalence optimal est maintenu pour atteindre un équilibre entre la puissance de sortie et les émissions.
* Sécurité: Comprendre la relation entre le rapport d'équivalence et la vitesse de brûlure est crucial pour prévenir les explosions et assurer une manipulation sûre des mélanges combustibles.
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