stringtranslate.com

Газогенератор

Газогенератор — это устройство для получения газа. Газогенератор может создавать газ посредством химической реакции или из твердого или жидкого источника, когда хранение сжатого газа нежелательно или непрактично.

Термин часто относится к устройству, которое использует ракетное топливо для генерации большого количества газа. Газ обычно используется для приведения в действие турбины, а не для обеспечения тяги , как в ракетном двигателе . Газогенераторы этого типа используются для питания турбонасосов в ракетных двигателях, в цикле газогенератора .

Он также используется некоторыми вспомогательными силовыми установками для питания электрогенераторов и гидравлических насосов .

Другое распространенное использование термина — в промышленности промышленных газов , где газогенераторы используются для производства газообразных химикатов для продажи. Например, химический генератор кислорода , который поставляет пригодный для дыхания кислород с контролируемой скоростью в течение длительного периода. Во время Второй мировой войны портативные газогенераторы, 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.

Распространенные приложения

Как источник энергии

Ракета V-2 использовала перекись водорода , разлагаемую жидким раствором катализатора перманганата натрия, в качестве газогенератора. Это использовалось для привода турбонасоса для нагнетания давления в основные компоненты топлива LOX - этанол . [1] В главных двигателях Saturn V F-1 [2] [3] и Space Shuttle [ 4] часть основного топлива сжигалась для привода турбонасоса (см. цикл газогенератора и цикл ступенчатого сгорания ). Газогенератор в этих конструкциях использует смесь с высоким содержанием топлива для поддержания относительно низких температур пламени.

Вспомогательная силовая установка Space Shuttle [5] и аварийная силовая установка F -16 [6] [7] используют гидразин в качестве топлива. Газ приводит в действие турбину, которая приводит в действие гидравлические насосы . В EPU F-16 он также приводит в действие электрогенератор .

Газогенераторы также использовались для питания торпед . Например, торпеда ВМС США Mark 16 работала на перекиси водорода . [8]

Концентрированный раствор перекиси водорода известен как высококонцентрированная перекись водорода и разлагается с образованием кислорода и воды (пара).

Гидразин разлагается на смеси азота, водорода и аммиака. Реакция сильно экзотермическая и производит большой объем горячего газа из малого объема жидкости.

В качестве газогенераторов могут использоваться многие составы твердого химического ракетного топлива . [9]

Инфляция и тушение пожаров

Во многих автомобильных подушках безопасности для надувания используется азид натрия (по состоянию на 2003 год ). [10] Небольшой пиротехнический заряд запускает его разложение, производя азотный газ, который надувает подушку безопасности примерно за 30 миллисекунд. Типичная подушка безопасности в США может содержать 130 граммов азида натрия. [11]

Аналогичные газогенераторы используются для тушения пожаров. [12]

Азид натрия экзотермически разлагается на натрий и азот.

Образующийся натрий опасен, поэтому для его превращения в силикатное стекло добавляют другие материалы, например, нитрат калия и кремний.

Генерация кислорода

Химический генератор кислорода обеспечивает подачу пригодного для дыхания кислорода с контролируемой скоростью в течение длительного периода. Используются хлораты и перхлораты натрия, калия и лития.

Генерация топливного газа

Устройство, которое преобразует кокс или другой углеродистый материал в генераторный газ, может использоваться в качестве источника топливного газа для промышленного использования. Портативные газогенераторы этого типа использовались во время Второй мировой войны для питания транспортных средств как способ смягчения нехватки бензина . [13]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Сотрудники Комитета по астронавтике и исследованию космоса (2004) [1-я публикация 1959]. "Пропелленты". Space Handbook: Astronautics and Its Applications (Report) (редакция преобразования гипертекста) . Получено 23 сентября 2016 г.
  2. ^ Sutton, George P. (1992). Элементы ракетного движения (6-е изд.). Wiley. стр. 212–213. ISBN 0-471-52938-9.
  3. ^ "F-1 Engine Fact Sheet" (PDF) . NASA. Архивировано из оригинала (PDF) 2016-04-13.
  4. ^ "Main Propulsion System (MPS)" (PDF) . Shuttle Press Kit.com . Boeing, NASA & United Space Alliance. 6 октября 1998 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-02-04 . Получено 7 декабря 2011 г.
  5. ^ "Вспомогательные силовые установки". Полет человека в космос - Шаттл . Архивировано из оригинала 2001-05-04 . Получено 2016-09-26 .
  6. ^ Suggs; Luskus; Kilian; Mokry (1979). Состав выхлопных газов аварийного блока питания F-16 (отчет). Школа аэрокосмической медицины ВВС США. SAM-TR-79. Архивировано из оригинала 3 июня 2018 г.
  7. ^ "Утечка химикатов из F-16 отправила 6 летчиков в больницу". Air Force Times . Associated press. 26 августа 2016 г. Получено 23 сентября 2016 г.
  8. ^ Джоли, Э. У. (1978). Краткая история разработки торпед ВМС США (отчет). Центр подводных систем ВМС, Ньюпорт. стр. 83 – через Maritime.Org.
  9. ^ Саттон 1992, стр. 441–443
  10. ^ Беттертон, Эрик А. (2003). «Экологическая судьба азида натрия, полученного из автомобильных подушек безопасности (Аннотация)». Критические обзоры в области экологической науки и технологий . 33 (4): 423–458. doi :10.1080/10643380390245002. S2CID  96404307.
  11. ^ "Как работают подушки безопасности?". Scientific American . Получено 22.09.2016 .
  12. ^ Yang, Jiann C.; Grosshandler, William L. (28 июня 1995 г.). Твердотопливные газогенераторы: обзор и их применение для пожаротушения (отчет). NIST. NISTIR 5766.
  13. ↑ Лорд Барнби (1941-07-16). "ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ГАЗ ДЛЯ ТРАНСПОРТА. (Хансард, 16 июля 1941 г.)". Парламентские дебаты (Хансард) . Получено 2014-05-26 .