ڕێژەی ھەوا بە سووتەمەنی

ڕێژەی ھەوا بۆ شلگاز(بە ئینگلیزی :Air to fuel ratio ): بریتییە لە ڕێژەی بارستایی هەوا بۆ سووتەمەنییەکی ڕەق یان شل یان گاز لە پڕۆسەی سووتان، سووتان ڕەنگە بە شێوەیەکی کۆنتڕۆڵکراو بەڕێوە بچێت، بۆ نموونە لە بزوێنەری ناوەکیی سووتان یان کوورەی پیشەسازی، یان ڕەنگە ببێتە تەقینەوە، بۆ نموونە تەقینەوەی گازی یان هەڵمی.

ڕێژەی هەوا-سووتەمەنی دەستنیشانی دەکات تێکەڵەیەک کاتێک بەتەواوی دەسووتێت؛ چەند وزە دەردەدرێت و چەند پاشماوەی نەخوازراو لە کارلێکەکەدا بەرهەم دێت، بەگشتی سنوورێکی ڕێژەی سووتەمەنی بۆ هەوا هەیە؛ لە دەرەوەی ئەو سنوورە گڕگرتن ڕوو نادات، ناسراون بە سنوورە بەرز و نزمەکانی تەقینەوە.

لە بزوێنەری سوتانی ناوەکی  يان كوورەى پيشەسازيى، ڕێژەى سووتەمەنيى-ئنجێکشن کراو پێوانەيێكى گرنگە بۆ دژەپيس بوون و ھۆی ئەنجامدانی ڕێکخستن ئەگەر هەواىی تەواو دەستەبەر كرائەوە هەموو سووتەمەنيەكە دەسووتێت، ڕێژەكەيە ناسراوە بە ئاوێتەى [stoichiometric]، زۆرجار كورتى دەکرێتەوە بۆ [stoich]. ڕێژەی خوارووتر لە ستۆيچيۆمەتريك " دەوڵەمەند " ڕەچاو دەكرێن. ئاوێتەى دەوڵەمەند كەمتر كاران، بەڵام لەوانەيە تواناى زياتر بەرهەم بهێنن و ساردتر بسووتێنن‎ڕێژەی بڵندتر لە ستۆيچيۆمەتريك " بە لاواز ڕەچاو دەكرێن. " ئاوێتەى لاواز كاراترن بەڵام لەوانەيە ببنە ھۆی بەرز بونەوەی پلەى گەرميى ، كە دەتوانن ببنە


‎هۆى دروست كردنەكەى ئۆكسيدى نایترۆجین. هەندێك بزوێنەر دروست کراون لەگەڵ بوونی تايبەندمەند تا سووتانى-لاواز ڕێ بدەن. بۆ ژماردنى ڕێژەى سووتەمەنيى-پەخشكردنی تەواو، ناوەرۆكى ئۆكسجينى هەواى تەقینەوە ديارى بكرێت بەهۆى جیاوازی چڕيى هەوا يان پلەى گەرميى هەواىەی کە دێتە ژوورەوە، شێناوى گونجاو لەلايەن هەڵمى ئاوى بەهەرچواردەوردا، يان دەوڵەمەند كردنی لەلايەن خستنەسەرى ئۆكسجين.

بزوێنەرە سوتانە ناوەکیەکاندەستکاری

لە بيردۆز  [stoichiometric] ئاوێتەکە هەواى تەواوی هەيە بۆ تەواوى سووتەمەنيى بەردەست . لەم كردارە ئەمە هەرگيز زۆر بەدەست ناهێنرێت، چاوەڕوانكراوە بەشێوەيەكى سەرەكى بۆکاتێکی زۆر كورت بەردەستە لە بزوێنەری سوتانی ناوەکی بۆ هەريەك لە سووڕى سوتان زۆربەى كردارى سوتان تەواو دەكرێت بە نزيكەيى ٢ ميللی سێکند لە خێراييێكى مەكينەى ٦،٠٠٠ خول لە خولەك.

١٠٠ خول لە دووەم؛ ١٠ ميللی چرکە لە خولی بازووى ئۆتۆمۆبيل شەفت - كە بۆ بزوێنەری ى ٤ ھەنگاو لەوانەيە بە شێوەيەكى نموونەيى ببێت لە ٥ ميللی چرکە بۆ هەريەك لە ھەنگاوی پستن. ئەم كاتەی كە پلاك ئنجێکشن دەدات هەتا ٩٠٪يەكە [شلگاز –ھەوا ] تێكەڵن لە [كۆمبوستەد]ە، پاشان بە شێوەيەكى نموونەيى نزيكەى ٨٠ پلە سلندەری خولانەوە دەخولێتەوە. . كۆنڤێرتەرى هاندەر دروست دەكرێن تا زياتر كار بكەن كاتێك گازى گزوزتێپەڕن بەناو ئەوان ئەنجامەكەى نزيكەى سوتانێکی تەواوە.

ئاوێتەی ستۆيچيۆمەتريك بەداخەوە زۆر گەرمە و دەتوانێت زیان بە پێكهاتەى بزوێنەر بگەيەنێت ئەگەر بزوێنەرەکە دا بنێرێت لەژێر لۆدی بڵند لەمە [شلگاز –ھەوا ] ئاوێتە. بەهۆى پلەى گەرميى بڵند لەم ئاوێتەيە، سوتانەکە [شلگاز –ھەوا ] تێكەڵ دەنبن لەو كاتەى نزيك دەبێتەوە يان بەكورتى لەدواى زۆرترین فشارى سلندەری بزوێنەری گونجاوە لەژێر لۆدی بڵند (ئاماژەى بۆ کردووە يان لێ دەدات یان گیزە)، بەتايبەت " لە-سوتانەکە " ڕووداو لە چوارچێوەی مۆدێلى سپارک پلاکی بزوێنەر. سوتانی ئەوها دەتوانێت ببتە ھۆی زیانی جددی بزوێنەر ھەروەھا  سووتاندنى کۆنتڕۆڵ نەکراو تێكەڵەى هەوا و سووتەمەنى دەتوانێت فشارى زۆر بڵند دروست بكات لە سلندەرەکە. هەروەك سەرەنجامێك، ئاوێتەى ستۆيچيۆمەتريك تەنها بەكار دەهێنرێن لەژێر ڕووناكى ڕوناکی نزم حالەتى -مامناوەند. بۆ تاودان و حالەتى بارى-بەرز، ئاوێتەيێكى دەوڵەمەندتر (ڕێژەی خوارووتری [ھەوا -شلگاز ] ) بەکاردەھێنرێت بەرهەمى سوتانی ساردتر بەرهەم بهێنێت و ئەوەندە خۆی بەدوور دەگرێت لە زۆر گەرم بوونى سەرى سلندەر، و بەو جۆرە سوتاندن ڕێ دەگرێت.

سيستەمەکانی بەڕێوەبردنى بزوێنەردەستکاری

ئاوێتەى [stoichiometric] بۆ بزوێنەری بەنزين ڕێژەى نمونەييى هەوايە بۆ سووتەمەنى كە سوتاندنی هەموو سووتەمەنىەکەیە لەگەڵ هيچ هەواىەکی زياد لە پێويست. بۆ سووتەمەنيى بەنزين، ئاوێتەى [AF]ى [stoichiometric]نزيكەيە ١٤.٧:١ [ ١ ] واتە بۆ هەر گرامێکی سووتەمەنى، ١٤.٧ گرامى هەوا پێويستە. كاردانەوەى ئۆكساندنى سووتەمەنيە:


25 O2 + 2 C8H18 → 16 CO2 + 18 H2O + energy

وزەی ھەر ئاوێتەیەک گەورەتربێ لە14.7:1 بە ئاوێتەيێكى لاواز ڕەچاو دەکرێ ئەگەر کەمتربوو لە 14.7:1 ئەوا بە ئاوێتەیەکی دەوڵەمەند دادەنرێ تەواو دەدات (نمونەيى)  سووتەمەنى (بەنزين بريتى بوون لە بەتەنها

n-heptane and iso-octane). لە ڕاستى، زۆربەى سووتەمەنى تێكەڵەيێكى هەپتانە بريتى دەبن لە، ئۆكتان، ژمارەيەكى كەمێكىی alkanes ديكە، زيادكراوى كۆ هەروەك تاييت، و لەوانەيە oxygenators وەكو


MTBE (methyl tert-butyl ether) or ethanol/methanol. ئەم ئاوێتانە هەموو ڕێژەى ستۆيچيۆمەتريك دەگۆڕن، لەگەڵ زۆربەى زيادكراوەكان بەرەو خوارەوە پاڵ بە ڕێژەكە دەنێن(ئۆكسيگەناتۆرس ئۆكسجينى زيادە دەهێنن بۆ ڕووداوى سوتانەکە لە شێوەى شلە كە بەرەڵا دەكرێت لە كاتى كۆمبوستيۆنس؛ بۆ سووتەمەنى ئێم تى بى ئى -لادەن، ڕێژەيێكى ستۆيچيۆمەتريك دەتوانێت ئەوەندە خواروو بێت هەروەك ١٤.١:١). ئۆتۆمبيل كە سێنسەرێکی ئۆكسجين يان وەڵامدەرەوە بەكار دەهێنن تا ڕێژەی پەخشکردنی سووتەمەنى كۆنترۆل بكات  (كۆنترۆڵى لامدە)، بەشێوەيەكى ئۆتۆماتيكى قەرەبووی بكاتەوە بۆ ئەم گۆڕانە لە ڕێژەی سووتەمەنی ستۆيچيۆمەتريك لەلايەن پێوانى پێكهاتەى گازى گزوز و قەبارەى سووتەمەنى كۆنترۆل دەكات. ئۆتۆمبيل بەبێ كۆنترۆڵى ئەوها (وەكو زۆربەى مۆتۆرسيكل هەتا بەم دواييە، و ئوتۆمبێل [لە ساڵەکانی-١٩٨٠كان]) لەوانەيە زەحمەتی هەبێت تێكەڵەى سووتەمەنيى مسۆگەر ڕا بكەن(بەتايبەتى سووتەمەنيى زستان بەكاريان هێنا لە هەندێك ڕووبەر) و لەوانەيە (يان بە پێچەوانەوەڕێژەی هان دان دەگۆڕدرێن) تا قەرەبوو بكەنەوە. ئۆتۆمبيل كە سێنسەری ئۆكسجين بەكار دەهێنن دەتوانن ڕێژەی  [ھەوا –شلگاز ]  چاودێرى بكەن.

جۆرەکانی تری بزوێنەردەستکاری

لە هەواى ئاسايى بۆ گڕى سوتانی گازى سروشتى ،دووهەند پلانى سنوورى لەمبەر بۆ ئەوبەر بەكار دەهێنرێت تا كۆنترۆڵى ڕێژەی دڵنيایی بكات. (ئەم ڕێگەيە بەكار هێنرا لە جەنگى جيهانى دووەم). [ بەڵگەهێنانەوە پێويست ] پلانەكە بەشدارى دەكات و تێبينيى ڕۆيشتنى بەرامبەر زياد دەكات كە سنووردار كردنی كۆنترۆڵى گازى بەڕيز (هەوا يان سووتەمەنى). ئەمە ڕێژەی دڵنيا دەدات كۆنترۆلی دەكات لە نێو پەڕاويزێكى مەقبول.

هەندێک لەو دەستەواژانەی کە بەکاردێندەستکاری

شەرتی تر ھەیە بەشێوەيەكى گشتى بەكار هێنراو هەيە كاتێك ئاوێتەى هەوا و سووتەمەنى ڕونی دەکەنەوە لە بزوێنەری سوتانی ناوەکی .

ڕێژەی ھەوا بۆ شلگاز ([AFR])دەستکاری

ڕێژەی هەوا-سووتەمەنی باوترین زاراوەی سەرچاوەیە بۆ تێکەڵەکان بەکار دێت لە بزوێنەرە سووتان ناوەکییەکان، زاراوەکە بۆ پێناسەکردنی ئەو تێکەڵانەش بەکار دێت کە بۆ ئەو کوورە پیشەسازییانە بەکار دێن کە بە سووتان گەرم دەکرێن، ڕێژەکە بە یەکەکانی بارستایی بەکار دێت لەو کوورە ئاگرینانەی بە سووتەمەنیی نەوت کار دەکەن، هەروەها بە یەکەکانی بارستایی (یان مۆڵ) بەکار دێت بۆ ئەو کوورە ئاگرینانەی بە گازی سروشتی کار دەکەن.

 

ڕێژەی ھەوا بۆ شلگاز ڕێژەكەيە لەنێوان بارستەى هەوا و بارستەى سووتەمەنى لە [شلگاز–ھەوا] تێكەڵە دەبن لە ھەرکاتێک بمانەوێ. بارستەكە بریتیە لە بارستەی هەموو پێکھێنەرەکانیەتی كە سووتەمەنيەكە و هەوا دا دەنرێت، داخوا سوتێنەرە يان نا. بۆ نموونە، ژماردنێكى بارستەى گازى سروشتى — كە زۆرجار دوانەئۆكسايدى كاربۆن و نایترۆجینی تێدا دەبێت و ئالكێينزى جۆراوجۆر — بارستەى دوانەئۆكسايدى كاربۆن دەگرێتەوە، ئازۆت و هەموو ئالكێينز بەشداری دەکەن لە ديارى كردنى بەهاكەى سوتەمەنیەکە.

بۆ ئۆكتانى پاك ئاوێتەى ستۆيچيۆمەتريك بە نزيكەييە ١٥.١:١، يان λى ١.٠٠ كتومت.   


. ڕێژەى سووتەمەنيى-پەخش کراو ١٢:١ ڕەچاو دەكرێت هەروەك زۆرترين ڕێژەى دەرهاتن، لەم شوێنەى هەروەك ڕێژەى سووتەمەنيى-پەخشكردنكەى ١٦:١ ڕەچاو دەكرێن هەروەك ڕێژەى ئابووريى سووتەمەنيى.


ڕێژەی شلگاز بۆ ھەوا (FAR)دەستکاری

ڕێژەی شلگاز بۆ ھەوا بەشێوەيەكى گشتى بەكار هێنراوە لە پيشەسازيى تۆڕباینی گاز هەروەها لە بزوێنەری سوتانی ناوەکی ،ھەروەھا ئاماژە بۆ ڕێژەى سووتەمەنى بۆ هەوا دەکات.


 

ڕێژەی ھەوا بۆ شلگازی ھاوتای λدەستکاری

ڕێژەى ھەوا بۆ شلگازی ھاوتا، λ لامدە، ڕێژەكەى [AFR]ى ڕاستەقينەيە بۆ ستۆكيۆمەترى بۆ ئاوێتەیەک دەکاتە. ‏λ١.٠ لە ستۆكيۆمەتريە، ئاوێتەى دەوڵەمەند λ< ١.٠ھەروەھا لە ئاوێتەی لاواز λ>١.٠.

پەيوەنديێكى ڕاستەوخۆ هەيە لەنێوان λ و [AFR]. تا [ AFR ] حيساب بكەین لە ھەر λ دا،λ  پێوراو چەند جارە بكەی لەلايەنەكە [ AFR ]ى ستۆيچيۆمەتريك بۆ ئەو سووتەمەنيە. لە ڕویەکی ترەوە، تا λ لە [AFR] دوبارەکرنەوە، [ AFR ] دابەش بكات لەلايەنەكە [ AFR ]ى ستۆيچيۆمەتريك بۆ ئەو سووتەمەنيە. ئەمە دوایین هاوكێشەىە زۆرجار بەكار دەهێنرێت هەروەك پێناسەى λ:


 

چونكە پێكهاتەكەى سووتەمەنيى باو بە پێی وەرزەکان دەگۆڕێت، و چونكە زۆر ئۆتۆمبيلى هاوچەرخ دەتوانن ڕەفتار لەگەڵ سووتەمەنيى جياواز بكەن، كاتێ ئەمجاندان، ئەو زياتر مەعقوول دەبێت تا قسەی بكەین دەربارەى بەھای λ نەك [ AFR ].

زۆربەى كردارى [ ئەى ئێف ئار ] ئامرازن لەڕاستيدا بۆ پێوانەی بڕی ئۆكسجينى بەجێماو (بۆ تێكەڵەى لاواز) يان هايدرۆكاربۆنى ونبوو (بۆ ئاوێتەى دەوڵەمەند) لە گازى گزوز.


ڕێژەى ھاوتای شلگاز بۆ ھەوا  ϕدەستکاری

ڕێژەی ھاوتای شلگاز بۆ ھەوا ، ϕ فاى،ى سيستەمێك پێناسەی دەكرێت هەروەك ڕێژەكەى ڕێژەى شلگاز -لەگەڵ-ماددەى ژەنگگر بۆ ڕێژەى شلگاز -لەگەڵ-ماددەى ژەنگگرى ستۆيچيۆمەتريك. بيركاريى،


 

کاتێک m کێش نیشان دەدات ،n ژمارەی مۆڵەکان نیشاندەدات، پاشگرە دەوەستێ لە حاڵەتی stoichiometric .

سوودی بەكار هێنانی ڕێژەى ھاوتا بەسەر [شلگاز -ماددەی ژەنگگر] ڕێژە ئەوەيە ئەو دەبات بۆ حيساب ھەردووک (بۆيە سەربەخۆيە) هەردووك بارستە و بەهاى مۆڵەکان بۆ سووتەمەنيەكە و ماددەى ژەنگگر.ڕەچاو دەکات بۆ نموونە ئاوێتەی یەک مۆڵ ethane لەگەڵ یەک مۆلoxygen

ڕێژەی شلگاز -ماددەی ژەنگگر لەسەر بنەمای ئاوێتەی کێشی شلگاز و ھەوا بریتیە   


 

وە ڕێژەى شلگاز -ماددەی ژەنگگر ئەم ئاوێتەيە لەسەر بنەماى ژمارەى مۆڵەکانی شلگاز  و هەوايە   


 

بەڕوونى دوو بەهاكە يەكسان نين. تا ئەو بەراوردی بكات لەگەڵ ڕێژەى ھاوتا، ئێمە پێويستە ڕێژەی [شلگاز –ماددەی ژەنگگر] لە ethane و ئاوێتەی oxygen.بۆ ئەمە ئێمە پێويستىمان دەبێت تا كاردانەوەى ستۆيچيۆمەتريكى ئيسين: هيدرۆكاربۆنى بێ رەنگ و بۆنە و ئۆكسجين ڕەچاو بكەين،


C2H6 + 72 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

ئەوانەمان دەدەنێ


 

 

بەم جۆرە ئێمە دەتوانين ڕێژەى ھاوتاکە ديارى بكەين لەم ئاوێتە هەروەك   


 


 

سوودێكى ترى بەكار هێنانى ڕێژەى ئيكويڤەلەنس ئەوە ڕێژە مەزنترە لە يەك هەميشە هەيە مەبەستی سووتەمەنيى زياتر دەبێت لە ئاوێتەی  [شلگاز –ماددەی ژەنگگر] پێويست بۆ سوتانی  تەواو

(كاردانەوەى ستۆيچيۆمەتريك)، بەبێ ڕەچاوکردنی شلگازەکە و ماددەى ژەنگگرن بەكاريان هێنا — لەو كاتەى ڕێژەی كەمتر لە يەك نوێنەرايەتى دەكات كەميێكى شلگاز  يان بەهاوتاى ماددەى ژەنگگرى زياد لە پێويست لە ئاوێتەكە. ئەمە حالەتەكە نيە ئەگەر يەك [شلگاز –ماددەی ژەنگگر] ڕێژە بەكار بهێنێت، كە بەهاى جياواز دەبات بۆ ئاوێتەى جياواز.


ڕێژەی ھاوتای ھەوا بۆ شلگازەکە پەيوەنديدارە بۆ ڕێژەی ھاوتاکەی ھەوا و شلگاز  (لەوەوپێش پێناسەى كرد) هەروەك ڕون کراوەتەوە:


 

ڕێژەی وردی ئاوێتە   دەستکاری

بڕى  دەوڵەمەند كردنى ئۆكسجين و شێناوى شلگاز  دەتوانن بڕی ديارى بكرێت لەلايەن كەرتى ئاوێتە، z، پێناسەى كرد هەروەك


 


 

 

 

 YF، ٠ و YO، ٠ نوێنەرايەتى شلگاز دەكات و ماددەى ژەنگگر كەرتى بارستە لە دەروازەكە، WFو WOكە جۆر كێشى گەردى بێت،ھەروەھا vF و vO شلگازەکەن بایەخدان بە ھاوکۆلکەی oxygen stoichiometric


 


كەرتى ئاوێتەى ستۆيچيۆمەتريك پەيوەنديدارە بۆ λ لامدە و ϕفاى لەلايەن هاوكێشەكان


 


 

لە سەدای ھەوای زیادەی سوتاندندەستکاری


 
Ideal stoichiometry

لە پيشەسازيى سوتێنراوی هيتەر، پێكهێنەرى وزەی  هەڵمى ڕووەك  پێ بدە، و پەرەكەى گاز-سوتێنەری گەورە، باوترین زاراوە لەسەدای هەواى سوتان زياد لە پێويست و لەسەدای هەواى ستۆيچيۆمەتريك.

٥ ,٦ بۆ نموونە، كەشى سوتانی زياد لە پێويستى ١٥ لەسەدا واتە ١٥ لەسەدای زياتر لە هەواى ستۆيچيۆمەتريكى پێويست (يان ١١٥ لەسەدا لە هەواى ستۆيچيۆمەتريك)ە بەكار دەهێنرێت.   

وە خاڵى كۆنترۆڵى سوتانەکە دەتوانێت پێناسەی بكرێت لەلايەن ديارى كردنەكە لەسەدای هەواى زياد لە پێويست (يان ئۆكسجين) لە ئۆكسێنەرەكە، يان لەلايەن ديارى كردنەكە لەسەدای ئۆكسجين لە بەرهەمى سوتان. لە ڕێژەی [ھەوا -شلگاز ] لەوانەيە بەکاربھێنرێت بۆ پێوانی لەسەدا ئۆكسجين  لە گازى تەقینەوە، لێیەوە کە لەسەدا ئۆكسجين زياد لە پێويستبوو دەتوانرێت لە ستۆكيۆمەتريەوە و هاوسەنگيێكى گشتى حيساب بكرێت بۆ سوتانی  سووتەمەنى. بۆ نموونە، بۆ پڕۆپان: گازێكى هايدرۆكاربۆنييە ،سوتان لەنێوان ستۆيچيۆمەتريك و ٣٠ لەسەدا هەواى زياد لە پێويست (ئەى ئێف ئار ماسس لەنێوان ١٥.٥٨ و ٢٠.٣)، پەيوەنديەكە لەنێوان لەسەدا هەواى زياد لە پێويست و لەسەدا ئۆكسجينە:


  

See alsoدەستکاری

Referencesدەستکاری

1-Hillier, V.A.W.; Pittuck, F.W. (1966). "Sub-section 3.2". Fundamentals of Motor Vehicle Technology. London: Hutchinson Educational. ISBN 0 09 110711 3.


2-See Example 15.3 in Çengel, Yunus A.; Boles, Michael A. (2006). Thermodynamics: An Engineering Approach (5th ed.). Boston: McGraw-Hill. ISBN 9780072884951.


3-Kumfer, B.; Skeen, S.; Axelbaum, R. (2008). "Soot inception limits in laminar diffusion flames with application to oxy-fuel combustion" (PDF). Combustion and Flame. 154: 546–556. doi:10.1016/j.combustflame.2008.03.008.


4- Introduction to Fuel and Energy: 1) MOLES, MASS, CONCENTRATION AND DEFINITIONS, accessed 2011-05-25


5-Energy Tips – Process Heating – Check Burner Air to Fuel Ratios" (PDF). U.S. Department of Energy, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy. November 2007. Retrieved 29 July 2013.


6-Stoichiometric combustion and excess of air". The Engineering ToolBox. Retrieved 29 July 2013.


7-Eckerlin, Herbert M. "The Importance of Excess Air in the Combustion Process" (PDF). Mechanical and Aerospace Engineering 406 - Energy Conservation in Industry. North Carolina State University. Archived from the original (PDF) on 27 March 2014. Retrieved 29 July 2013