Pembangkit gas

Generator gas adalah perangkat untuk menghasilkan gas. Generator gas dapat menghasilkan gas melalui reaksi kimia atau dari sumber padat atau cair, jika menyimpan gas bertekanan tidak diinginkan atau tidak praktis.

Istilah ini sering merujuk pada perangkat yang menggunakan propelan roket untuk menghasilkan gas dalam jumlah besar. Gas tersebut biasanya digunakan untuk menggerakkan turbin, bukan untuk memberikan daya dorong seperti pada mesin roket. Generator gas jenis ini digunakan untuk memberi daya pada turbopump pada mesin roket, dalam siklus generator gas.

Ia juga digunakan oleh beberapa unit daya tambahan untuk memberi daya pada generator listrik dan pompa hidrolik.

Penggunaan umum lain dari istilah ini adalah dalam industri gas, di mana generator gas digunakan untuk memproduksi bahan kimia gas untuk dijual. Misalnya, generator oksigen kimia, yang menyalurkan oksigen yang dapat dihirup pada tingkat yang terkendali selama periode yang lama. Selama Perang Dunia II, generator gas portabel yang mengubah kokas menjadi gas produsen digunakan untuk menggerakkan kendaraan sebagai cara untuk mengatasi kekurangan bensin.

Jenis lainnya termasuk generator gas dalam kantung udara mobil, yang dirancang untuk menghasilkan gas inert dalam jumlah tertentu secara cepat.

Aplikasi umum

Sebagai sumber tenaga

Roket V-2 menggunakan hidrogen peroksida yang diurai oleh larutan katalis natrium permanganat cair sebagai generator gas. Ini digunakan untuk menggerakkan turbopump untuk memberi tekanan pada propelan LOX utama - etanol. Pada mesin utama Saturn V F-1 dan Space Shuttle, sebagian propelan utama dibakar untuk menggerakkan turbopump (lihat siklus generator gas dan siklus pembakaran bertahap). Generator gas dalam desain ini menggunakan campuran yang sangat kaya bahan bakar untuk menjaga suhu nyala relatif rendah.[1][2][3][4][5][6][7][8][9]

Unit daya bantu pesawat ulang-alik dan unit daya darurat (EPU) F-16 menggunakan hidrazin sebagai bahan bakar. Gas tersebut menggerakkan turbin yang menggerakkan pompa hidrolik. Pada EPU F-16, gas tersebut juga menggerakkan generator listrik.

Generator gas juga telah digunakan untuk menggerakkan torpedo. Misalnya, torpedo Mark 16 milik Angkatan Laut AS menggunakan tenaga hidrogen peroksida.

Larutan hidrogen peroksida pekat dikenal sebagai peroksida uji tinggi dan terurai menghasilkan oksigen dan air (uap).

${\displaystyle {\ce {2 H2O2 -> 2 H2O + O2}}}$

Hidrazin terurai menjadi campuran nitrogen, hidrogen, dan amonia. Reaksinya sangat eksotermik dan menghasilkan gas panas bervolume tinggi dari cairan bervolume kecil.

1. ${\displaystyle {\ce {3 N2H4 -> 4 NH3 + N2}}}$
2. ${\displaystyle {\ce {N2H4 -> N2 + 2 H2}}}$
3. ${\displaystyle {\ce {4 NH3 + N2H4 -> 3 N2 + 8 H2}}}$

Banyak komposisi propelan roket kimia padat dapat digunakan sebagai generator gas.

Inflasi dan pemadaman kebakaran

Banyak kantung udara mobil menggunakan natrium azida untuk mengembang (pada tahun 2003). Muatan piroteknik kecil memicu penguraiannya, menghasilkan gas nitrogen, yang mengembang kantung udara dalam waktu sekitar 30 milidetik. Kantung udara khas di AS mungkin mengandung 130 gram natrium azida.

Generator gas serupa digunakan untuk pemadaman kebakaran.

Natrium azida terurai secara eksotermis menjadi natrium dan nitrogen.

${\displaystyle {\ce {2 NaN3 -> 2 Na + 3 N2}}}$

Natrium yang dihasilkan berbahaya, sehingga bahan lain ditambahkan, misalnya kalium nitrat dan silika, untuk mengubahnya menjadi kaca silikat.

Pembangkitan oksigen

Generator oksigen kimia menyalurkan oksigen yang dapat dihirup pada laju yang terkendali selama jangka waktu yang lama. Natrium, kalium, dan litium klorat serta perklorat digunakan.

Pembangkitan gas bahan bakar

Suatu alat yang mengubah kokas atau bahan karbon lainnya menjadi gas produsen dapat digunakan sebagai sumber gas bahan bakar untuk keperluan industri. Generator gas portabel jenis ini digunakan selama Perang Dunia II untuk menggerakkan kendaraan sebagai cara untuk mengatasi kekurangan bensin.[10]

Referensi

1. Staff of the Select Committee on Astronautics and Space Exploration (2004) [1st pub. 1959]. "Propellants". Space Handbook: Astronautics and Its Applications (Laporan) (edisi ke-hypertext conversion). Diakses tanggal 2016-09-23. 
2. Sutton, George P. (1992). Rocket Propulsion Elements (edisi ke-6th). Wiley. hlm. 212–213. ISBN 0-471-52938-9. 
3. "F-1 Engine Fact Sheet" (PDF). NASA. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2016-04-13.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
4. "Main Propulsion System (MPS)" (PDF). Shuttle Press Kit.com. Boeing, NASA & United Space Alliance. October 6, 1998. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2012-02-04. Diakses tanggal December 7, 2011. 
5. "Auxiliary Power Units". Human Space Flight - The Shuttle. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2001-05-04. Diakses tanggal 2016-09-26.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
6. Suggs; Luskus; Kilian; Mokry (1979). Exhaust Gas Composition of the F-16 Emergency Power Unit (Laporan). USAF school of aerospace medicine. SAM-TR-79. Diarsipkan dari versi asli tanggal June 3, 2018.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
7. "F-16 chemical leak sends 6 airmen to hospital". Air Force Times. Associated press. August 26, 2016. Diakses tanggal 2016-09-23. 
8. Jolie, E.W. (1978). A Brief History of U.S. Navy Torpedo Development (Laporan). Naval Underwater Systems Center, Newport. hlm. 83 – via Maritime.Org. 
9. Sutton 1992, hlm. 441–443
10. Lord Barnby (1941-07-16). "PRODUCER GAS FOR TRANSPORT. (Hansard, 16 July 1941)". Parliamentary Debates (Hansard). Diakses tanggal 2014-05-26.