Générateur de gaz - Gas generator
Un générateur de gaz est un appareil permettant de générer du gaz. Un générateur de gaz peut créer du gaz par réaction chimique ou à partir d'une source solide ou liquide, lorsque le stockage d'un gaz sous pression est indésirable ou peu pratique.
Le terme fait souvent référence à un appareil qui utilise un propulseur de fusée pour générer de grandes quantités de gaz. Le gaz est généralement utilisé pour entraîner une turbine plutôt que pour fournir une poussée comme dans un moteur-fusée . Les générateurs de gaz de ce type sont utilisés pour alimenter les turbopompes des moteurs-fusées et sont utilisés par certaines unités de puissance auxiliaires pour alimenter les générateurs électriques et les pompes hydrauliques .
Une autre utilisation courante du terme est dans l' industrie des gaz industriels, où les générateurs de gaz sont utilisés pour produire des produits chimiques gazeux destinés à la vente. Par exemple, le générateur d'oxygène chimique , qui délivre de l'oxygène respirable à un débit contrôlé sur une période prolongée. Pendant la Seconde Guerre mondiale , des générateurs de gaz portables qui convertissaient le coke en gaz de production ont été utilisés pour alimenter les véhicules afin de pallier les pénuries d' essence .
D'autres types incluent le générateur de gaz dans un airbag automobile , qui est conçu pour produire rapidement une quantité spécifique de gaz inerte.
Applications courantes
En tant que source d'énergie
La fusée V-2 utilisait du peroxyde d'hydrogène décomposé par une solution de catalyseur de permanganate de sodium liquide comme générateur de gaz. Cela a été utilisé pour entraîner une turbopompe pour pressuriser les principaux propulseurs LOX - éthanol . Dans le moteur principal de Saturn V F-1 et de la navette spatiale , une partie du propulseur principal a été brûlé pour entraîner la turbopompe (voir cycle du générateur de gaz et cycle de combustion par étapes ). Le générateur de gaz de ces conceptions utilise un mélange très riche en combustible pour maintenir les températures de flamme relativement basses.
L' unité d'alimentation auxiliaire de la navette spatiale et l' unité d'alimentation d'urgence (EPU) du F-16 utilisent l' hydrazine comme carburant. Le gaz entraîne une turbine qui entraîne des pompes hydrauliques . Dans le F-16 EPU, il entraîne également un générateur électrique .
Des générateurs de gaz ont également été utilisés pour alimenter des torpilles . Par exemple, la torpille Mark 16 de l'US Navy était propulsée par du peroxyde d'hydrogène .
Une solution concentrée de peroxyde d'hydrogène est connue sous le nom de peroxyde de test élevé et se décompose pour produire de l'oxygène et de l'eau (vapeur).
- 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2
L'hydrazine se décompose en azote et hydrogène. La réaction est fortement exothermique et produit un volume élevé de gaz chaud à partir d'un petit volume de liquide.
- 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
De nombreuses compositions de propergol solide pour fusée peuvent être utilisées comme générateurs de gaz.
Gonflage et suppression des incendies
De nombreux airbags automobiles utilisent de l'azoture de sodium pour le gonflage (à partir de 2003). Une petite charge pyrotechnique déclenche sa décomposition, produisant de l' azote gazeux, qui gonfle l'airbag en 30 millisecondes environ. Un airbag typique aux États-Unis peut contenir 130 grammes d'azoture de sodium.
Des générateurs de gaz similaires sont utilisés pour l'extinction des incendies.
L'azoture de sodium se décompose de manière exothermique en sodium et en azote.
Le sodium résultant est dangereux, donc d'autres matériaux sont ajoutés, par exemple du nitrate de potassium et de la silice, pour le convertir en un verre de silicate.
Génération d'oxygène
Un générateur d'oxygène chimique fournit de l'oxygène respirable à un débit contrôlé sur une période prolongée. Des chlorates et perchlorates de sodium, de potassium et de lithium sont utilisés.
Génération de gaz combustible
Un dispositif qui convertit le coke ou d'autres matières carbonées en gaz de production peut être utilisé comme source de gaz combustible à usage industriel. Des générateurs de gaz portables de ce type ont été utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale pour alimenter les véhicules afin de pallier les pénuries d' essence .
Voir également
- Générateur de dioxyde de carbone
- Alternateur de commutation de flux
- Gaz industriel
- Appareil Kipps
- Réaction de dégagement de gaz