เศษส่วนของส่วนผสม ( ) เป็นปริมาณที่ใช้ใน การศึกษา การเผาไหม้ซึ่งวัดเศษส่วนมวลของกระแสหนึ่งของส่วนผสมที่เกิดจากกระแสป้อนสองกระแส กระแสหนึ่งคือกระแสเชื้อเพลิงและอีกกระแสหนึ่งคือกระแสออกซิไดเซอร์^{[ 1 ] [ 2 ]}อนุญาตให้กระแสป้อนทั้งสองมีก๊าซเฉื่อยได้^{[ 3 ]}คำจำกัดความของเศษส่วนของส่วนผสมมักจะถูกทำให้เป็นมาตรฐานเพื่อให้เข้าใกล้หนึ่งในกระแสเชื้อเพลิงและศูนย์ในกระแสออกซิไดเซอร์^{[ 4 ]}ตัวแปรเศษส่วนของส่วนผสมมักใช้แทนพิกัดทางกายภาพที่ตั้งฉากกับพื้นผิวเปลวไฟในการเผาไหม้แบบไม่ผสมล่วงหน้า${\displaystyle Z}$

สมมติปัญหาแบบสองกระแส โดยส่วนหนึ่งของขอบเขตคือกระแสเชื้อเพลิงที่มีเศษส่วนมวลเชื้อเพลิงและอีกส่วนหนึ่งของขอบเขตคือกระแสออกซิไดเซอร์ที่มีเศษส่วนมวลออกซิไดเซอร์ตัวอย่างเช่น ถ้ากระแสออกซิไดเซอร์เป็นอากาศและกระแสเชื้อเพลิงมีเฉพาะเชื้อเพลิงเท่านั้น ดังนั้นและนอกจากนี้ สมมติว่าไม่มีออกซิเจนในกระแสเชื้อเพลิงและไม่มีเชื้อเพลิงในกระแสออกซิไดเซอร์ ให้เป็นมวลของออกซิเจนที่จำเป็นในการเผาไหม้เชื้อเพลิงหนึ่งหน่วยมวล (สำหรับก๊าซไฮโดรเจนและสำหรับแอลเคน [ ^{5 ] )}แนะนำเศษส่วนมวลที่ปรับขนาดเป็นและจากนั้นเศษส่วนของส่วนผสมจะถูกกำหนดเป็น${\displaystyle Y_{F}=Y_{F,F}}$${\displaystyle Y_{O}=Y_{O,O}}$${\displaystyle Y_{O,O}=0.232}$${\displaystyle Y_{F,F}=1}$${\displaystyle s}$${\displaystyle s=8}$${\displaystyle \mathrm {C} _{m}\mathrm {H} _{n}}$${\displaystyle s=32(m+n/4)/(12m+n)}$${\displaystyle y_{F}=Y_{F}/Y_{F,F}}$${\displaystyle y_{O}=Y_{O}/Y_{O,O}}$

${\displaystyle Z={\frac {Sy_{F}-y_{O}+1}{S+1}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle S={\frac {sY_{F,F}}{Y_{O,O}}}}$

คือ พารามิเตอร์สัดส่วน ทางเคมีหรือที่เรียกว่าอัตราส่วนสมดุล โดยรวม ที่ขอบเขตของกระแสเชื้อเพลิงและเนื่องจากไม่มีออกซิเจนในกระแสเชื้อเพลิง ดังนั้นในทำนองเดียวกัน ที่ขอบเขตของกระแสออกซิไดเซอร์ดังนั้นที่ใดก็ตามในโดเมนการผสมเศษส่วนของส่วนผสมเป็นฟังก์ชันของทั้งพิกัดเชิงพื้นที่และเวลากล่าวคือ${\displaystyle y_{F}=1}$${\displaystyle y_{O}=0}$${\displaystyle Z=1}$${\displaystyle y_{F}=0}$${\displaystyle y_{O}=1}$${\displaystyle Z=0}$${\displaystyle 0<Z<1}$${\displaystyle \mathbf {x} }$${\displaystyle t}$${\displaystyle Z=Z(\mathbf {x} ,t).}$

ภายในบริเวณการผสม จะมีพื้นผิวระดับที่เชื้อเพลิงและออกซิเจนผสมกันในสัดส่วนทางเคมีที่เหมาะสม พื้นผิวนี้มีความพิเศษในกระบวนการเผาไหม้ เพราะเป็นบริเวณที่เปลวไฟแบบแพร่กระจายอยู่ ระดับคงที่ของพื้นผิวนี้ระบุได้จากสมการโดยที่เรียกว่าเศษส่วนของส่วนผสมทางเคมีที่เหมาะสม ซึ่งได้มาจากการกำหนดค่า(เนื่องจากหากพวกมันทำปฏิกิริยาเพื่อบริโภคเชื้อเพลิงและออกซิเจน เฉพาะที่ตำแหน่งทางเคมีที่เหมาะสมเท่านั้นที่ทั้งเชื้อเพลิงและออกซิเจนจะถูกบริโภคอย่างสมบูรณ์) ในนิยามของเพื่อให้ได้${\displaystyle Z(\mathbf {x} ,t)=Z_{s}}$${\displaystyle Z_{s}}$${\displaystyle Y_{F}=Y_{O}=0}$${\displaystyle Z}$

${\displaystyle Z_{s}={\frac {1}{S+1}}}$.

เมื่อไม่มีปฏิกิริยาเคมี หรือเมื่อพิจารณาส่วนที่ยังไม่เผาไหม้ของเปลวไฟ สัดส่วนมวลของเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์จะเป็นและ(ตัวห้อยหมายถึงส่วนผสมที่ยังไม่ถูกเผาไหม้) ซึ่งทำให้สามารถกำหนดอัตราส่วนสมดุลเชื้อเพลิง-อากาศ เฉพาะที่ได้${\displaystyle y_{F,u}=Z}$${\displaystyle y_{O,u}=1-Z}$${\displaystyle u}$${\displaystyle \phi }$

${\displaystyle \phi ={\frac {sY_{F,u}}{Y_{O,u}}}={\frac {Sy_{F,u}}{y_{O,u}}}.}$

อัตราส่วนสมดุลเฉพาะที่ (local equivalence ratio) เป็นปริมาณที่สำคัญสำหรับการเผาไหม้แบบผสมบางส่วน ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนสมดุลเฉพาะที่และเศษส่วนของส่วนผสมแสดงได้ดังนี้

${\displaystyle \phi ={\frac {SZ}{1-Z}}\qquad \Rightarrow \qquad Z={\frac {\phi }{S+\phi }}.}$

สัดส่วนของส่วนผสมตามสัดส่วนทางเคมีที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ คือตำแหน่งที่อัตราส่วนสมดุลเฉพาะที่${\displaystyle Z_{s}}$${\displaystyle \phi =1}$

ในการเผาไหม้แบบปั่นป่วน ปริมาณที่เรียกว่าอัตราการกระจายตัวแบบสเกลาร์ซึ่งมีหน่วยเป็นหน่วยผกผันของเวลา ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดเวลาการแพร่กระจายลักษณะเฉพาะ นิยามของมันมีดังนี้${\displaystyle \chi }$

${\displaystyle \chi =2D|\nabla Z|^{2}}$

โดยที่คือค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของปริมาณสเกลาร์ ค่าตามสัดส่วนทางเคมีของมันคือ.${\displaystyle D}$${\displaystyle \chi _{s}=2D_{s}|\nabla Z|_{s}^{2}}$

Amable Liñánได้นำเสนอเศษส่วนส่วนผสมที่ปรับปรุงแล้วในปี 1991 ^{[ 6 ] [ 7 ]}ซึ่งเหมาะสมสำหรับระบบที่เชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์มีเลขลูอิส ที่แตกต่างกัน หากและเป็นเลขลูอิสของเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ตามลำดับ เศษส่วนส่วนผสมของ Liñán จะถูกกำหนดดังนี้${\displaystyle Le_{F}}$${\displaystyle Le_{O_{2}}}$

${\displaystyle {\tilde {Z}}={\frac {{\tilde {S}}y_{F}-y_{O}+1}{{\tilde {S}}+1}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle {\tilde {S}}={\frac {Le_{O}S}{Le_{F}}}.}$

สัดส่วนของส่วนผสมตามสัดส่วนทางเคมีกำหนดโดย${\displaystyle {\tilde {Z}__{s}}$

${\displaystyle {\tilde {Z}__{s}={\frac {1}{{\tilde {S}}+1}}}$.