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공학&기술/대기환경기사

휘발유(C8H18) 완전연소 무게 기준 공기연료비(AFR)

by 영원파란 2023. 6. 28.

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휘발유(C8H18) 완전연소 무게 기준 공기연료비(AFR)

 

 

자동차 내연기관에서 휘발유(C8H18)가 완전연소될 때

무게 기준의 공기연료비(AFR)는? (단, 공기의 분자량은 28.95)

① 15

② 30

③ 40

④ 60

 

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> 공기연료비(AFR) = Air/Fuel Ratio

 

> C8H18의 몰질량 = 114.23 g/mol

> O2의 몰질량 = 32.00 g/mol

 

 

 

옥탄 연소 반응식

2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4221 )

 

---> C8H18 : O2 = 2 : 25 계수비(= 몰수비)

 

 

 

공기는 질량비로 23.2% O2이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3707 )

 

무게 기준 AFR = 공기의 무게 / 연료의 무게

= (25 × 32.00 / 0.232) / (2 × 114.23)

= 15.0936

 

 

 

답: ① 15

 

 

 

 

[참고] 공기의 분자량은 28.95

> O2의 질량비 = x 라 두면, N2의 질량비 = 1–x

> O2의 분자량 = 32, N2의 분자량 = 28

 

28×(1–x) + 32x = 28.95

 

28 – 28x + 32x = 28.95

 

4x = 28.95 – 28 = 0.95

 

x = 0.95 / 4 = 0.2375

---> O2의 질량비

 

무게 기준 AFR = 공기의 무게 / 연료의 무게

= (25 × 32.00 / 0.2375) / (2 × 114.23)

= 14.74

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/21900 ] 옥탄(C8H18)을 이론공기량으로 완전연소시킬 때 질량기준 공기연료비(AFR, Air/Fuel Ratio)는?

 

 

 

[키워드] 공기연료비 기준문서

 

 

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