空燃比計算の意味について

質問

熱管理士テキストの中に、「燃空比＝燃料質量／空気質量」の計算がでてきますが、ここで言う空気の質量とは、理論空気量あるいは実際の空気量を指すのでしょうか？であれば気体燃料の空気量は体積割合で求めていますが、求めた数字をそのまま空気質量に当てはめていいのですか？また、燃料質量は実際の燃料量でよろしいでしょうか？たとえば、代表例としてメタンの燃空比はどのくらいになるのでしょうか？それぞれ燃料、空気質量の求め方を含めご教示願います。

回答No.1

okormazd · ベストアンサー

「燃空比＝燃料質量／空気質量」
定義式のままです。燃料の質量を空気の質量で割ったものです。
理論空気量を使ったものはふつう理論燃空比といいます。
「気体燃料の空気量は体積割合で求めていますが、」
体積比と質量比は違います。体積比とモル比は等しいとしてよいので、体積比がわかれば質量比がわかります。

体積比=モル比
V1/V2=n1/n2
このときの質量比
m1/m2=n1M1/n2M2=V1M1/V2M2
M1,M2:分子量

メタンCH4の場合の理論燃空比、
計算する基本の式はこれです。
CH4+2O2→CO2+2H2O
メタンn1=1モルに対して酸素(空気ではありません)２モル必要。
メタンの分子量は、M1=16
空気は体積比で、酸素O2　21%、窒素N2　79%の混合気体で、平均分子量はM2=28.9とする。
(体積比とモル比は等しい)
必要空気量は、
n2=2×100/21=9.52モル
理論燃空比=m1/m2=1×16/(9.52×28.9)=0.0582
ほどでしょう。
空気の組成や平均分子量のとり方によって結果はいくらか違ってきますが。

お礼

ありがとうございました。これで少しは前進できました。なお、別で質問を投稿しましたので、再度ご教示いただければ幸いです。