Actual Air-Fuel Ratio

Relação ar-combustível real

A relação ar-combustível estequiométrica (a teórica, com ar exato) é o ponto de partida, mas a combustão real nunca usa exatamente esse valor — sempre se fornece um excesso de ar para garantir queima completa. A relação ar-combustível real incorpora esse excesso: AFR_real = AFR_estequiométrico × (1 + excesso de ar ÷ 100). Com 20% de excesso de ar e um AFR estequiométrico de 17,2 (metano), o AFR real é 17,2 × 1,2 = 20,64 kg de ar por kg de combustível. Por que sempre há excesso? Porque a mistura entre ar e combustível na câmara de combustão nunca é perfeita — sempre há regiões com mais ou menos ar do que o ideal. Sem excesso, as regiões pobres em ar gerariam CO (combustão incompleta, tóxico e desperdício) e fuligem. O excesso garante que mesmo as regiões mal misturadas tenham oxigênio suficiente. O AFR real é o número que de fato importa para o projeto e operação. Ele dimensiona o suprimento de ar: multiplicando o AFR real pela vazão de combustível, obtém-se a vazão de ar que os ventiladores devem entregar. Ele determina a vazão de gases de exaustão (combustível + ar real), que define o tamanho dos dutos, da chaminé e dos sistemas de tratamento de gases. E ele afeta diretamente o desempenho: mais excesso de ar (AFR real maior) significa combustão mais segura e completa, mas chama mais fria e mais perda de calor pela chaminé (o ar extra sai quente sem ter liberado energia). Por isso a operação busca o AFR real ótimo — o menor excesso de ar que ainda garante combustão completa, encontrado por sistemas de controle que medem o O₂ residual nos gases. Informe a relação ar-combustível estequiométrica e o excesso de ar.