نسبة الهواء إلى الوقود الستوكيومترية
يحتاج الميثان، بذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين، إلى نحو 17 kg من الهواء الجاف لكل كيلوغرام من الوقود ليحترق تمامًا. أدخل عدد ذرات أي وقود CxHy لتحصل على النسبة الكتلية والأكسجين اللازم وما يتكوّن من CO2 وماء. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- كربون
- 1
- هيدروجين
- 4
- صيغة الوقود
- CH4
- كتلة مول الوقود
- 16.04246
- مولات O2
- 2
- مولات الهواء
- 9.5238095238
نسبة الكتلة الستوكيومترية للهواء إلى الوقود هي الكمية الدقيقة من كيلوغرامات الهواء الجاف اللازمة لحرق كيلوغرام واحد من الوقود دون فائض أكسجين ودون وقود متبقٍ. لوحدة صيغة هيدروكربون CxHy تُثبّت الاحتراق الكامل طلب الأكسجين عند C زائد H على أربعة مولات من O2 لكل مول وقود؛ يوفّر الهواء الجاف ذلك الأكسجين بنحو واحد وعشرين بالمئة حجميًا، فتُقاس مولات الهواء بعامل واحد على صفر فاصلة واحد وعشرين وتُحوَّل إلى كتلة بكتلة المول المتوسطة للهواء. قسمة كتلة الهواء على كتلة مول الوقود تعطي AFR الكلاسيكي الذي يذكره المهندسون قرب سبعة عشر للميثان وقرب خمسة عشر لبدائل البنزين النموذجية. يلتقي الطلبة بالاشتقاق في مقررات الاحتراق والثرموديناميكا، ويستخدمه معايرو المحركات مرساة لـ lambda يساوي واحدًا، وتحتاج نماذج العمليات صيغة مغلقة بلا خرائط تجريبية. تقبل هذه الحاسبة أعداد ذرات كربون وهيدروجين غير سالبة، وتطبّق أوزانًا ذرية اصطلاحية ثابتة وثوابت هواء جاف، وترفض الحالة غير المعرّفة عندما يكون كلاهما صفرًا، وتعيد نسبة كتلة الهواء إلى الوقود مع طلب الأكسجين ومولات النواتج وصيغة الوقود وتسمية الطريقة.
كيف تصبح أعداد الكربون والهيدروجين AFR ستوكيومتريًا
ابدأ من هيدروكربون نقي مكتوب CxHy حيث C عدد ذرات الكربون وH عدد ذرات الهيدروجين لوحدة صيغة واحدة من الوقود. يتبع الاحتراق الكامل في الأكسجين CxHy زائد n_O2 من O2 إلى C من CO2 زائد H على اثنين من H2O، ويفرض توازن الأكسجين أن n_O2 يساوي C زائد H على أربعة. هذا العددي الوحيد هو الطلب الستوكيومتري للأكسجين لكل مول وقود.
المحركات والمواقد الحقيقية لا تغذي أكسجينًا نقيًا؛ تغذي هواءً جافًا بنحو واحد وعشرين بالمئة O2 حجميًا، أي نحو أربعة فاصلة ستة وسبعين مول هواء لكل مول O2. ضرب n_O2 بعامل الهواء وبكتلة المول المتوسطة الاصطلاحية للهواء الجاف، عادة ثمانية وعشرين فاصلة سبعة وتسعين غرامًا لكل مول، يعطي كتلة الهواء المطلوبة لكل مول وقود. نسبة كتلة الهواء إلى الوقود الستوكيومترية هي إذن كتلة الهواء مقسومة على كتلة الوقود؛ وتُبلَّغ النسبة العكسية وقود-هواء ونسبة كتلة الأكسجين إلى الوقود النقي إلى جانبها للراحة.
يكون lambda ونسبة التكافؤ واحدًا بالتعريف عند الستوكيومتريا لأن الحاسبة تستهدف احتراقًا كاملًا بلا هواء زائد وبلا بقايا غنية بالوقود. تُرفض أعداد الذرات السالبة فورًا لأن الصيغة الكيميائية لا تحمل أقل من صفر ذرات لعنصر. تُسمح الأعداد الكسرية عند نمذجة وحدة صيغة متوسطة لخليط، مثل بديل بنزين قرب C8H15، ما دام عنصر واحد على الأقل يسهم بكتلة موجبة.
أين تظهر حاسبات AFR الستوكيومترية في العمل الفعلي
تُسند مقررات الاحتراق في المرحلة الثانوية والجامعة تمارين نسبة الهواء إلى الوقود الستوكيومترية بعد موازنة تفاعلات CxHy زائد أكسجين، طالبةً من الطلبة تحويل أعداد الذرات إلى نسبة كتلية ومقارنة الميثان قرب سبعة عشر بالألكانات الأثقل قرب خمسة عشر. تستخدم مختبرات السيارات والفضاء AFR الستوكيومتري مرجعًا لـ lambda يساوي واحدًا عند معايرة مستشعرات الأكسجين وضبط خرائط الخمول أو التحقق من أن صيغة وقود بديل تعطي طلب هواء معقولًا قبل الدينامومتر.
مهندسو العمليات والطاقة الذين يحدّدون أبعاد المواقد والغلايات أو توربينات الغاز ينطلقون غالبًا من صيغة تصميم للوقود ويحتاجون كتلة هواء بصيغة مغلقة سريعة قبل إدخال الرطوبة أو إعادة تدوير غاز المداخن أو جداول خلط متعددة المكوّنات. إن احتجت لاحقًا كيمياء كميات نسب مولية بين متفاعلات اعتباطية، أو تحليل احتراق من كتل نواتج CO2 وH2O، أو تحويل وحدات اقتصاد الوقود، فعاملها كنوايا بحث وصفحات هبوط منفصلة بدل إثقال صفحة حاسبة نسبة الهواء إلى الوقود الستوكيومترية هذه.
حالات الاستخدام
مفاتيح حلول الواجبات والامتحانات
حوّل أعداد ذرات CxHy إلى AFR ستوكيومتري واحد ليتشارك المعلمون والمصححات الآلية حقيقة احتراق واحدة للميثان والأوكتان والبدائل.
فحوص تصميم المحركات والمواقد
ثبّت طلب الهواء عند lambda واحد من صيغة تصميم للوقود قبل تطبيق عوامل الهواء الزائد أو الرطوبة أو خرائط خلط متعددة المكوّنات.
الأسئلة الشائعة
ما نسبة الهواء إلى الوقود الستوكيومترية؟
هي كتلة الهواء الجاف اللازمة للاحتراق الكامل لوحدة كتلة من الوقود دون فائض أكسجين ودون وقود متبقٍ. للهيدروكربونات تتبع من n_O2 = C + H/4 وهواء بنحو 21% O2 حجميًا.
ماذا يحدث إذا كان الكربون والهيدروجين كلاهما صفرًا؟
بلا ذرات وقود تكون كتلة المول صفرًا ونسبة الهواء إلى الوقود غير معرّفة، فلا يُعاد أي رقم.
هل يمكنني نمذجة هيدروجين نقي أو كربون نقي؟
نعم. اجعل الكربون 0 والهيدروجين 2 لـ H2، أو الكربون 1 والهيدروجين 0 للكربون النقي. يجوز أن يكون أحدهما فقط صفرًا؛ كلاهما صفر مرفوض.
ما تركيب الهواء المعتمد في الحساب؟
هواء جاف يحتوي على 21 بالمئة أكسجين حجمًا، أي نحو 4.76 مول من الهواء لكل مول من O2، بكتلة مولية متوسطة قدرها 28.97 g/mol. ولا تُحتسب رطوبة الهواء.
ما النسبة الستوكيومترية للميثان؟
نحو 17 kg من الهواء لكل كيلوغرام من الميثان. أدخل ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين، فيحتاج CH4 إلى مولين من O2 لكل مول من الوقود، ومن ذلك تنتج النسبة الكتلية.
أدوات ذات صلة
للمطوّرين — الوصول عبر API
كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.
الـEndpoint
صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.
استدعِ الخدمة من بيئتك
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/stoichiometric-air-fuel-ratio \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"carbon":1,"hydrogen":4}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/stoichiometric-air-fuel-ratio", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"carbon": 1,
"hydrogen": 4
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/stoichiometric-air-fuel-ratio",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"carbon": 1,
"hydrogen": 4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/stoichiometric-air-fuel-ratio", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"carbon":1,"hydrogen":4}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"carbon":1,"hydrogen":4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/stoichiometric-air-fuel-ratio", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)مثال على الطلب
{
"carbon": 1,
"hydrogen": 4
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.stoichiometric_air_fuel_ratio",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.
الأسعار
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الأخطاء
| HTTP | الرمز | المعنى |
|---|---|---|
401 | unauthorized | مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك. |
402 | insufficient_balance | رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة. |
404 | unknown_type | نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب. |
429 | rate_limited | تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة. |
ملاحظات تقنية
كيف تصبح أعداد الكربون والهيدروجين AFR ستوكيومتريًا
المسار حساب عائم حتمي نقي: بلا بذور عشوائية، بلا طوابع ساعة جدارية، بلا جلب شبكي لجداول حية لتركيب الهواء، وبلا انجراف نموذج، فتعطي أعداد الكربون والهيدروجين المتطابقة دائمًا نفس JSON. عندما يكون الكربون والهيدروجين كلاهما صفرًا لا توجد كتلة وقود وتكون النسبة غير معرّفة، فتفشل الطلبية بـ invalid_input بدل اختراع infinity أو مقام صفري.
ما الذي ترسله وما الذي تستلمه
أمثلة كلاسيكية: كربون واحد وهيدروجين أربعة للميثان CH4، كربون ثمانية وهيدروجين ثمانية عشر للأوكتان C8H18، كربون صفر وهيدروجين اثنان للهيدروجين النقي، أو كربون واحد وهيدروجين صفر للكربون النقي. تتوقف هذه القدرة عند النسبة الكتلية الستوكيومترية لوحدة صيغة هيدروكربون؛ نقاط التشغيل الفقيرة أو الغنية تحتاج حاسبة منفصلة لهواء زائد أو lambda، والوقود المؤكسج مع ذرات نيتروجين غريبة خارج نطاق صفحة الهبوط CxHy هذه. أرسل حقلين إلزاميين: carbon وhydrogen، كل منهما عدد محدود غير سالب من الذرات في وحدة صيغة الوقود CxHy. يجوز أن يكون كلا الحقلين أرقام JSON صريحة أو سلاسل رقمية تُحلَّل إلى قيم محدودة. الحقول الناقصة والسلاسل الفارغة والقيم غير الرقمية وNaN وInfinity والأعداد السالبة والزوج كلاهما صفر تفشل بـ invalid_input ولا تُحصَّل. عند النجاح تعيد الاستجابة أعداد الكربون والهيدروجين المنظّفة، وسلسلة fuel_formula مثل CH4 أو C8H18، وfuel_molar_mass بالغرام لكل مول، وmoles_o2 وmoles_air لكل مول وقود، وmoles_co2 وmoles_h2o للنواتج، وmass_air_per_mole_fuel وmass_o2_per_mole_fuel، وair_fuel_mass_ratio الأساسي، وfuel_air_mass_ratio العكسي، وoxygen_fuel_mass_ratio، وlambda وequivalence_ratio كليهما واحد، وكائن units، وconstants_used موثّقًا M_C وM_H وM_O2 وM_air وكسر حجم O2، وmethod يساوي stoichiometric_air_fuel_mass_ratio، وسلسلة formula للصيغة المغلقة، وملخص تفاعل للاحتراق الكامل في هواء جاف. سعر طلبات API الناجحة هو القاعدة المنشورة $0.002 لكل عنصر؛ إخفاقات التحقق لا تستهلك الرصيد المدفوع مسبقًا.
أين تظهر حاسبات AFR الستوكيومترية في العمل الفعلي
يريد مؤلفو المناهج الذين يبنون دروس ثرمو تفاعلية نفس شكل JSON في ودجة المتصفح وAPI حتى تتوافق أوراق العمل دون اتصال والمصححات الآلية عبر الإنترنت. لأن هذه القدرة محرك تحليل نقي، سعر API هو القاعدة المنشورة $0.002 لكل عنصر ناجح والتحقق الفاشل لا يستهلك الرصيد.
حالات التكامل
Fixtures للمناهج والمحاكيات
ولّد fixtures JSON مستقرة لدروس الثرمو ومحاكيات المحركات التي تحتاج AFR حتميًا بلا لاحتمية ولا جداول شبكة.
أسئلة تقنية
كيف تعمل حاسبة AFR الستوكيومترية هذه؟
تضع n_O2 = carbon + hydrogen/4، وتُقاس إلى مولات هواء جاف بـ 1/0.21، وتضرب في M_air، وتقسم على كتلة مول الوقود C×M_C + H×M_H، وتعيد AFR الكتلي مع مولات الأكسجين والنواتج الوسيطة.
كم التكلفة؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. طلبات API تستخدم رصيد KIT المدفوع مسبقًا بـ $0.002 لكل عنصر ناجح؛ الإدخال غير الصالح لا يُحصَّل.