Газовый генератор представляет собой устройство для генерации газа. Газогенератор может создавать газ в результате химической реакции или из твердого или жидкого источника, когда хранение сжатого газа нежелательно или непрактично.
Этот термин часто относится к устройству, в котором ракетное топливо используется для выработки большого количества газа. Газ обычно используется для привода турбины, а не для обеспечения тяги, как в ракетном двигателе . Газогенераторы этого типа используются для питания турбонасосов ракетных двигателей, а также используются некоторыми вспомогательными силовыми установками для питания электрических генераторов и гидравлических насосов .
Другое распространенное использование этого термина - в промышленности промышленных газов , где газовые генераторы используются для производства газообразных химикатов для продажи. Например, химический генератор кислорода , который доставляет пригодный для дыхания кислород с контролируемой скоростью в течение длительного периода. Во время Второй мировой войны портативные газовые генераторы, которые преобразовывали кокс в генераторный газ, использовались для питания транспортных средств как способ смягчения нехватки бензина .
Другие типы включают газогенератор в автомобильной подушке безопасности , который предназначен для быстрого производства определенного количества инертного газа.
Общие приложения
Как источник энергии
V-2 ракеты использовали перекись водорода разлагают с помощью жидкого перманганата натрия катализатора раствор в качестве газогенератора. Он использовался для приведения в действие турбонасоса для повышения давления в основном топливе LOX - этаноле . [1] В Сатурн V F-1 [2] [3] и Space Shuttle главного двигателя , [4] некоторые из основного ракетного топлива было сожжено для привода ТНА (см цикл газового генератора и дожиганием генераторного газа ). Газогенератор в этих конструкциях использует смесь с высоким содержанием топлива, чтобы поддерживать относительно низкие температуры пламени.
Вспомогательная силовая установка Space Shuttle [5] и аварийная силовая установка F-16 (EPU) [6] [7] используют гидразин в качестве топлива. Газ приводит в движение турбину, которая приводит в действие гидравлические насосы . В ЭПУ F-16 он также приводит в действие электрогенератор .
Газогенераторы также использовались для питания торпед . Например, торпеда Mark 16 ВМС США работала на перекиси водорода . [8]
Концентрированный раствор перекиси водорода известен как перекись высокого качества и разлагается с образованием кислорода и воды (пара).
- 2 Н 2 О 2 → 2 Н 2 О + О 2
Гидразин разлагается на азот и водород. Реакция сильно экзотермична и дает большой объем горячего газа из небольшого объема жидкости.
- 3 N 2 H 4 → 4 NH 3 + N 2
- N 2 H 4 → N 2 + 2 H 2
- 4 NH 3 + N 2 H 4 → 3 N 2 + 8 H 2
Многие составы твердого ракетного топлива можно использовать в качестве газогенераторов. [9]
Инфляция и пожаротушение
Во многих автомобильных подушках безопасности для накачивания используется азид натрия (по состоянию на 2003 г.[Обновить]). [10] Небольшой пиротехнический заряд вызывает его разложение с образованием газообразного азота , который надувает подушку безопасности примерно за 30 миллисекунд. Типичная подушка безопасности в США может содержать 130 граммов азида натрия. [11]
Подобные газогенераторы используются для тушения пожаров. [12]
Азид натрия экзотермически разлагается до натрия и азота.
Образующийся натрий опасен, поэтому добавляют другие материалы, например нитрат калия и диоксид кремния, чтобы превратить его в силикатное стекло.
Производство кислорода
Химический генератор кислорода обеспечивает воздухопроницаемый кислород с контролируемой скоростью в течение длительного периода. Используются хлораты и перхлораты натрия, калия и лития .
Производство топливного газа
Устройство, которое превращает кокс или другой углеродсодержащий материал в генераторный газ, может использоваться в качестве источника топливного газа для промышленного использования. Переносные газовые генераторы этого типа использовались во время Второй мировой войны для питания транспортных средств как средство уменьшения нехватки бензина . [13]
Смотрите также
- Генератор углекислого газа
- Генератор с переключением потока
- Промышленный газ
- Аппарат Киппса
- Реакция выделения газа
Рекомендации
- ^ Персонал Специального комитета по астронавтике и исследованию космоса (2004) [1-й паб. 1959]. «Горючие вещества» . Справочник по космосу: астронавтика и ее приложения (доклад) (гипертекстовое преобразование ред.) . Проверено 23 сентября 2016 .
- ^ Саттон, Джордж П. (1992). Элементы силовой установки ракеты (6-е изд.). Вайли. С. 212–213. ISBN 0-471-52938-9.
- ^ «Информационный бюллетень по двигателю F-1» (PDF) . НАСА. Архивировано из оригинального (PDF) 13 апреля 2016 года.
- ^ «Главная двигательная установка (ГСУ)» (PDF) . Shuttle Press Kit.com . Боинг, НАСА и Объединенный космический альянс. 6 октября 1998 г. Архивировано из оригинального (PDF) 04.02.2012 . Проверено 7 декабря 2011 года .
- ^ «Вспомогательные энергоблоки» . Полет человека в космос - Шаттл . Проверено 26 сентября 2016 .
- ^ Предлагает; Luskus; Килиан; Мокрый (1979). Состав выхлопных газов аварийного энергоблока Ф-16 (Отчет). Школа аэрокосмической медицины USAF. САМ-ТР-79.
- ^ «Утечка химиката F-16 отправила в госпиталь 6 летчиков» . Air Force Times . Ассошиэйтед пресс. 26 августа 2016 . Проверено 23 сентября 2016 .
- ^ Джоли, EW (1978). Краткая история разработки торпед ВМС США (отчет). Центр морских подводных систем, Ньюпорт. п. 83 - через Maritime.Org.
- ^ Sutton 1992 , стр. 441-443
- ^ Беттертон, Эрик А. (2003). «Экологическая судьба азида натрия, полученного из автомобильных подушек безопасности (Аннотация)». Критические обзоры в области науки об окружающей среде и технологий . 33 (4): 423–458. DOI : 10.1080 / 10643380390245002 .
- ^ "Как работают подушки безопасности?" . Scientific American . Проверено 22 сентября 2016 .
- ^ Ян, Цзянь Ц .; Гроссхандлер, Уильям Л. (28 июня 1995 г.). Генераторы твердотопливного газа: обзор и их применение для пожаротушения (отчет). NIST. НИСТИР 5766.
- ^ Лорд Барнби (1941-07-16). «ПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЙ ГАЗ ДЛЯ ТРАНСПОРТА. (Хансард, 16 июля 1941 г.)» . Hansard.millbanksystems.com . Проверено 26 мая 2014 .