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Generador de gas

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 conveniente o no resulta práctico.

El término se refiere a menudo a un dispositivo que utiliza un propulsor de cohete para generar grandes cantidades de gas. El gas se utiliza normalmente para accionar una turbina en lugar de para proporcionar empuje como en un motor de cohete . Los generadores de gas de este tipo se utilizan para alimentar turbobombas en motores de cohete, en un ciclo de generador de gas .

También lo utilizan algunas unidades de potencia auxiliares para alimentar generadores eléctricos y bombas hidráulicas .

Otro uso común del término es en la industria de los gases industriales , donde se utilizan generadores de gas para producir productos químicos gaseosos para su 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 , se utilizaron generadores de gas portátiles que convertían el coque en gas de producción 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

Como fuente de energía

El cohete V-2 utilizaba peróxido de hidrógeno descompuesto por una solución catalizadora de permanganato de sodio líquido como generador de gas. Esto se utilizó para impulsar una turbobomba para presurizar los principales propulsores LOX - etanol . [1] En el motor principal del Saturno V F-1 [2] [3] y del transbordador espacial [4] , parte del propulsor principal se quemó para impulsar la turbobomba (ver ciclo del generador de gas y ciclo de combustión por etapas ). El generador de gas en estos diseños utiliza una mezcla altamente rica en combustible para mantener las temperaturas de la llama relativamente bajas.

La unidad de potencia auxiliar del transbordador espacial [5] y la unidad de potencia de emergencia (EPU) del F-16 [6] [7] utilizan hidracina como combustible. El gas impulsa una turbina que impulsa bombas hidráulicas . En la EPU del F-16 también impulsa un generador eléctrico .

Los generadores de gas también se han utilizado para impulsar torpedos . Por ejemplo, el torpedo Mark 16 de la Armada de los EE. UU. funcionaba con peróxido de hidrógeno . [8]

Una solución concentrada de peróxido de hidrógeno se conoce como peróxido de alta pureza y se descompone para producir oxígeno y agua (vapor).

La hidracina se descompone en mezclas de nitrógeno, hidrógeno y amoníaco. La reacción es fuertemente exotérmica y produce un gran volumen de gas caliente a partir de un pequeño volumen de líquido.

Muchas composiciones de combustible sólido para cohetes [ ancla rota ] se pueden utilizar como generadores de gas. [9]

Inflación y extinción de incendios

Muchos airbags de automóviles utilizan azida sódica para inflarse (a fecha de 2003 ). [10] Una pequeña carga pirotécnica desencadena su descomposición, produciendo gas nitrógeno , que infla el airbag en unos 30 milisegundos. Un airbag típico en los EE. UU. puede contener 130 gramos de azida sódica. [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 añaden otros materiales, por ejemplo nitrato de potasio y sílice, para convertirlo en un vidrio de silicato.

Generación de oxígeno

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

Un dispositivo que convierte el coque u otro material carbonoso en gas de gas de producción puede utilizarse 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]

Véase también

Referencias

  1. ^ Staff of the Select Committee on Astronautics and Space Exploration (2004) [1.ª publicación, 1959]. "Propelentes". Space Handbook: Astronautics and Its Applications (Informe) (edición de conversión de hipertexto) . Consultado el 23 de septiembre de 2016 .
  2. ^ Sutton, George P. (1992). Elementos de propulsión de cohetes (6.ª ed.). Wiley. págs. 212-213. ISBN 0-471-52938-9.
  3. ^ "Hoja informativa sobre el motor F-1" (PDF) . NASA. Archivado desde el original (PDF) el 13 de abril de 2016.
  4. ^ "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 .
  5. ^ "Unidades de potencia auxiliares". Vuelo espacial humano: el transbordador . Archivado desde el original el 4 de mayo de 2001. Consultado el 26 de septiembre de 2016 .
  6. ^ Suggs; Luskus; Kilian; Mokry (1979). Composición de los gases de escape de la unidad de potencia de emergencia del F-16 (informe). Escuela de medicina aeroespacial de la USAF. SAM-TR-79. Archivado desde el original el 3 de junio de 2018.
  7. ^ "Fuga química en F-16 envía a 6 aviadores al hospital". Air Force Times . Associated Press. 26 de agosto de 2016. Consultado el 23 de septiembre de 2016 .
  8. ^ Jolie, EW (1978). Breve historia del desarrollo de torpedos de la Armada de los EE. UU. (informe). Centro de sistemas submarinos navales, Newport. pág. 83 – vía Maritime.Org.
  9. ^ Sutton 1992, págs. 441–443
  10. ^ Betterton, Eric A. (2003). "Destino ambiental de la azida sódica derivada de los airbags de los automóviles (resumen)". Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 33 (4): 423–458. doi :10.1080/10643380390245002. S2CID  96404307.
  11. ^ "¿Cómo funcionan los airbags?". Scientific American . Consultado el 22 de septiembre de 2016 .
  12. ^ Yang, Jiann C.; Grosshandler, William L. (28 de junio de 1995). Generadores de gas propulsante sólido: descripción general y su aplicación para la extinción de incendios (informe). NIST. NISTIR 5766.
  13. Lord Barnby (16 de julio de 1941). «GAS DE PRODUCCIÓN PARA TRANSPORTE. (Hansard, 16 de julio de 1941)». Debates parlamentarios (Hansard) . Consultado el 26 de mayo de 2014 .