Una fuente de calor pirotécnica , también denominada bolita de calor , es un dispositivo pirotécnico basado en una composición pirotécnica con un encendedor adecuado . Su función es producir una cantidad controlada de calor. Las fuentes de calor pirotécnicas se basan normalmente en composiciones oxidantes de combustibles similares a las de las termitas (oa veces similares a las de composición retardada ) con una velocidad de combustión lenta, una alta producción de calor a la temperatura deseada y una producción de gases de baja a cero.
Las fuentes de calor pirotécnicas se pueden activar por múltiples medios. Los fósforos eléctricos y la tapa de percusión son los más comunes.
Las fuentes de calor pirotécnicas se utilizan a menudo para la activación de baterías térmicas , donde sirven para fundir el electrolito. Hay dos tipos principales de diseño. Se utiliza una tira de espoleta (que contiene cromato de bario y circonio metálico en polvo en un papel cerámico) a lo largo del borde de las bolitas de calor para iniciar la combustión. La tira de espoleta generalmente se dispara mediante un encendedor eléctrico o detonador mediante la aplicación de corriente eléctrica. El segundo diseño utiliza un orificio central en la pila de baterías en el que el encendedor eléctrico de alta energía dispara una mezcla de gases calientes y partículas incandescentes . El diseño de orificio central permite tiempos de activación mucho más rápidos (decenas de milisegundos) frente a cientos de milisegundos para el diseño de banda de borde. La activación de la batería también se puede lograr mediante un cebador de percusión , similar al cartucho de una escopeta . Se desea que la fuente pirotécnica sea sin gas. La fuente de calor estándar consiste típicamente en mezclas de polvo de hierro y perclorato de potasio en proporciones en peso típicamente de 88/12, 86/14 y 84/16. Cuanto mayor sea el nivel de percorato de potasio, mayor será la producción de calor (nominalmente 200, 259 y 297 calorías / gramo, respectivamente). El tamaño y el grosor de los gránulos de hierro-perclorato tienen poca influencia en su velocidad de combustión; sin embargo, el efecto de la densidad, la composición y el tamaño de las partículas tienen un efecto significativo en la velocidad de combustión y se pueden utilizar para ajustar el perfil de salida de calor deseado. [1] Otra composición en uso es el circonio con cromato de bario . [2] Otra mezcla es 46,67% en peso de titanio , 23,33% de boro amorfo y aproximadamente 30% de cromato de bario . Otro es 45% en peso de tungsteno , 40,5% de cromato de bario , 14,5% de perclorato de potasio y 1% de aglutinante de resina de acetato de alcohol vinílico . [3]
Las reacciones que producen componentes intermetálicos , por ejemplo, circonio con boro , pueden usarse cuando se desea un funcionamiento completamente sin gas, un comportamiento no higroscópico e independencia de la presión ambiental. [4]
El papel térmico se puede preparar impregnando papel o una cinta de fibra de vidrio con una suspensión de la mezcla de combustible y oxidante. [4]
Una fuente de calor pirotécnica puede ser parte directa de una composición pirotécnica, por ejemplo, en los generadores de oxígeno químico se usa una composición de fuente de calor con un gran excedente de oxidante; el calor producido al quemar la composición se utiliza para la descomposición térmica del oxidante. Las composiciones de combustión relativamente fría se utilizan para la producción de humo coloreado o para la dispersión de aerosoles de, por ejemplo, pesticidas o gas CS , proporcionando el calor de sublimación del compuesto deseado.
Un componente moderador de fase de la composición, que forma junto con los productos de combustión una mezcla con al menos una temperatura distinta de transición de fase , puede usarse para estabilizar la temperatura de combustión como una forma de material de cambio de fase . [5]
Referencias
- ^ Reed, JW; Walters, RR; Guidotti, RA; Jacobson, AK "Estudios de tasa de combustión con gránulos térmicos de hierro / perclorato de potasio" IEEE 35th International Power Sources Symposium, 1992., 22-25 de junio de 1992 Página (s): 211 - 214 doi : 10.1109 / IPSS.1992.282041
- ^ Una celda electroquímica térmica de sal fundida de alta temperatura . Oai.dtic.mil (12 de febrero de 1990). Consultado el 8 de febrero de 2010.
- ^ Iniciador de transferencia de calor - US20020035945 . Patents.com. Consultado el 8 de febrero de 2010.
- ^ a b SureChem . SureChem. Consultado el 8 de febrero de 2010.
- ^ (WO / 2006/046245) FUENTES DE CALOR PARA BATERÍAS TÉRMICAS . Wipo.int. Consultado el 8 de febrero de 2010.