Equivalence Ratio (φ)

Razão de equivalência (φ)

A razão de equivalência (φ, phi) é o parâmetro adimensional que a ciência da combustão prefere para caracterizar uma mistura ar-combustível: φ = AFR_estequiométrico ÷ AFR_real. Ela compara a mistura real com a ideal (estequiométrica) e resulta num número limpo e universal, independente do combustível específico. A interpretação é direta e central: φ = 1 é a mistura estequiométrica — ar e combustível na proporção exata. φ < 1 é mistura pobre (lean) — há excesso de ar, sobra oxigênio; típica de queimadores industriais, turbinas a gás e motores diesel, que operam pobres para garantir queima completa, controlar a temperatura e reduzir emissões. φ > 1 é mistura rica (rich) — há falta de ar, sobra combustível; gera CO e fuligem (combustão incompleta), mas é usada em motores a gasolina sob aceleração máxima (mistura rica dá mais potência e resfria a câmara). A razão de equivalência se relaciona com o excesso de ar por φ = 1/(1 + EA): φ = 0,83 corresponde a 20% de excesso de ar. Ela é decisiva em vários fenômenos: os limites de inflamabilidade (uma mistura só queima entre certos φ), a temperatura de chama (máxima perto de φ = 1, levemente rica), a formação de poluentes (NOx pico perto de φ = 1 pela alta temperatura; CO e fuligem em φ > 1; combustão estável e limpa em φ < 1), e a velocidade de chama. Por isso projetar a queima é, em grande parte, escolher e controlar o φ certo para cada objetivo. Informe as relações ar-combustível estequiométrica e real.