Un generador de gas es un dispositivo para generar gas. Un generador de gas puede crear gas mediante una reacción química o a partir de una fuente sólida o líquida, cuando almacenar un gas presurizado no es deseable o no es práctico.
El término a menudo se refiere a un dispositivo que utiliza un propulsor de cohetes para generar grandes cantidades de gas. El gas se usa típicamente para impulsar una turbina en lugar de proporcionar empuje como en un motor de cohete . Los generadores de gas de este tipo se utilizan para impulsar turbobombas en motores de cohetes, y algunas unidades de energía auxiliares los utilizan para alimentar generadores eléctricos y bombas hidráulicas .
Otro uso común del término es en la industria de gases industriales, donde los generadores de gas se utilizan para producir productos químicos gaseosos para la venta. Por ejemplo, el generador de oxígeno químico , que suministra oxígeno respirable a un ritmo controlado durante un período prolongado. Durante la Segunda Guerra Mundial , los generadores de gas portátiles que convertían el coque en gas productor se utilizaron para impulsar vehículos como una forma de aliviar la escasez de gasolina .
Otros tipos incluyen el generador de gas en un airbag de automóvil , que está diseñado para producir rápidamente una cantidad específica de gas inerte.
Aplicaciones comunes [ editar ]
Como fuente de energía [ editar ]
El cohete V-2 usó peróxido de hidrógeno descompuesto por una solución de catalizador de permanganato de sodio líquido como generador de gas. Esto se utilizó para conducir un turbo bomba para presurizar los principales LOX - etanol propulsores. [1] En el Saturno V -1 F [2] [3] y la lanzadera de espacio principal de motor , [4] algunos de los propulsor principal fue quemado para conducir la turbobomba (ver ciclo de gas-generador y por etapas ciclo de combustión ). El generador de gas en estos diseños utiliza una mezcla muy rica en combustible para mantener la temperatura de la llama relativamente baja.
La unidad de energía auxiliar del transbordador espacial [5] y la unidad de energía de emergencia F-16 (EPU) [6] [7] usan hidracina como combustible. El gas impulsa una turbina que impulsa bombas hidráulicas . En el F-16 EPU también impulsa un generador eléctrico .
También se han utilizado generadores de gas para impulsar torpedos . Por ejemplo, el torpedo Mark 16 de la Armada de los Estados Unidos funcionaba con peróxido de hidrógeno . [8]
Una solución concentrada de peróxido de hidrógeno se conoce como peróxido de alta prueba y se descompone para producir oxígeno y agua (vapor).
- 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2
La hidracina se descompone en nitrógeno e hidrógeno. La reacción es fuertemente exotérmica y produce un gran volumen de gas caliente a partir de un pequeño volumen de líquido.
- 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
Se pueden usar muchas composiciones sólidas de propulsante de cohetes como generadores de gas. [9]
Inflación y extinción de incendios [ editar ]
Muchas bolsas de aire de automóviles utilizan azida de sodio para inflar (a partir de 2003 [actualizar]). [10] Una pequeña carga pirotécnica desencadena su descomposición, produciendo gas nitrógeno , que infla el airbag en unos 30 milisegundos. Una bolsa de aire típica en los EE. UU. Puede contener 130 gramos de azida de sodio. [11]
Se utilizan generadores de gas similares para la extinción de incendios. [12]
La azida de sodio se descompone exotérmicamente en sodio y nitrógeno.
El sodio resultante es peligroso, por lo que se agregan otros materiales, por ejemplo, nitrato de potasio y sílice, para convertirlo en un vidrio de silicato.
Generación de oxígeno [ editar ]
Un generador de oxígeno químico suministra oxígeno respirable a un ritmo controlado durante un período prolongado. Se utilizan cloratos y percloratos de sodio, potasio y litio .
Generación de gas combustible [ editar ]
Un dispositivo que convierte el coque u otro material carbonoso en gas productor puede usarse como fuente de gas combustible para uso industrial. Los generadores de gas portátiles de este tipo se utilizaron durante la Segunda Guerra Mundial para impulsar vehículos como una forma de aliviar la escasez de gasolina . [13]
Ver también [ editar ]
- Generador de dióxido de carbono
- Alternador de conmutación de flujo
- Gas industrial
- Aparato de Kipps
- Reacción de desprendimiento de gas
Referencias [ editar ]
- ^ Personal del Comité Selecto de Astronáutica y Exploración Espacial (2004) [1st pub. 1959]. "Propelentes" . Space Handbook: Astronautics and Its Applications (Informe) (edición de conversión de hipertexto) . Consultado el 23 de septiembre de 2016 .
- ^ Sutton, George P. (1992). Elementos de propulsión de cohetes (6a ed.). Wiley. págs. 212-213. ISBN 0-471-52938-9.
- ^ "Hoja de datos del motor F-1" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 13 de abril de 2016.
- ^ "Sistema de propulsión principal (MPS)" (PDF) . Shuttle Press Kit.com . Boeing, NASA y United Space Alliance. 6 de octubre de 1998. Archivado desde el original (PDF) el 4 de febrero de 2012 . Consultado el 7 de diciembre de 2011 .
- ^ "Unidades de energía auxiliar" . Vuelo espacial humano - El transbordador . Consultado el 26 de septiembre de 2016 .
- ^ Suggs; Luskus; Kilian; Mokry (1979). Composición de los gases de escape de la unidad de energía de emergencia F-16 (Informe). Escuela de medicina aeroespacial de la USAF. SAM-TR-79.
- ^ "Fuga química F-16 envía 6 aviadores al hospital" . Tiempos de la Fuerza Aérea . Associated Press. 26 de agosto de 2016 . Consultado el 23 de septiembre de 2016 .
- ^ Jolie, EW (1978). Una breve historia del desarrollo de torpedos de la Marina de los EE. UU. (Informe). Centro de sistemas subacuáticos navales, Newport. pag. 83 - vía Maritime.Org.
- ^ Sutton 1992 , págs. 441–443
- ^ Betterton, Eric A. (2003). "Destino ambiental de la azida de sodio derivada de los airbags de automóviles (Resumen)". Revisiones críticas en ciencia y tecnología ambientales . 33 (4): 423–458. doi : 10.1080 / 10643380390245002 .
- ^ "¿Cómo funcionan las bolsas de aire?" . Scientific American . Consultado el 22 de septiembre de 2016 .
- ↑ Yang, Jiann C .; Grosshandler, William L. (28 de junio de 1995). Generadores de gas propulsor sólido: descripción general y su aplicación a la extinción de incendios (informe). NIST. NISTIR 5766.
- ↑ Lord Barnby (16 de julio de 1941). "PRODUCTOR DE GAS PARA EL TRANSPORTE. (Hansard, 16 de julio de 1941)" . Hansard.millbanksystems.com . Consultado el 26 de mayo de 2014 .
