ساباتیر ارسال آب به ایستگاه فضایی بین المللی

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

ساباتیر ارسال آب به ایستگاه فضایی بین المللی

پست توسط rohamavation »

این ایستگاه همچنین حدود 530 گالن آب را در مواقع اضطراری ذخیره می کند. سیستم‌های آبی ناسا در ایستگاه فضایی بین‌المللی، رطوبت را از نفس و عرق، ادرار افراد و حیوانات تحقیقاتی و رواناب از سینک‌ها و دوش‌ها را جمع‌آوری می‌کنند تا ایستگاه را هیدراته نگه دارندبیشتر اکسیژن ایستگاه از فرآیندی به نام «الکترولیز» به دست می‌آید که از برق پانل‌های خورشیدی ISS برای تقسیم آب به گاز هیدروژن و گاز اکسیژن استفاده می‌کند.
این معادله شیمیایی نحوه بازیافت و/یا مصرف هیدروژن، اکسیژن و کربن در ایستگاه است (اکنون که سیستم ساباتیر ​​در محل قرار گرفته است).
$2H_{2}O \overset{hydrolysis}{\rightarrow}
2H_2 + O_2 + \overset{food}{C} \overset{respiration}{\rightarrow}
CO_2 + 2H_2 + \overset{added}{2H_2} \overset{sabatier}{\rightarrow}
2H_{2}O + \overset{discarded}{CH_4}$ دور ریخته شد
با حذف اجزای بازیافتی، این کار به سادگی انجام می شود:
$\overset{food}{C} + \overset{added}{2H_2} \rightarrow \overset{discarded}{CH_4}$ حذف شد
بنابراین اکسیژن تقریباً به طور کامل بازیافت می شود، اما همچنان به هیدروژن ورودی نیاز دارد. این توسط محموله های آب تامین می شود. من فکر کردم بازیافت اکسیژن باعث صرفه جویی زیادی در وزن آب می شود که دیگر نیازی به پرتاب آنها نیست. اما بعد متوجه شدم که اگر هنوز هیدروژن از آب می آید، هر دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن می رسد. این وزن مرده زیادی برای حمل هیدروژن به ایستگاه است: ارسال 1 کیلوگرم هیدروژن مستلزم پرتاب 9 کیلوگرم آب است.
و از آنجایی که اکسیژن مورد نیاز یا مصرف نیست، کجا می رود؟ احتمالاً به‌عنوان CO2 از اتمسفر پاک شده و از روی دریا خارج شده است. اما پس از آن ما به همان جایی که قبل از Sabatier شروع کرده بودیم، برگشتیم.
اساساً، تا آنجا که من می توانم آن را بفهمم، معادله ساده شده از این قبل از Sabatier پیش رفت:
$2H_{2}O \overset{hydrolysis}{\rightarrow} 2H_2 + O_2 + \overset{food}{C} \rightarrow \overset{discarded}{CO_2 + 2H_2}$برای این، پس از:
$2H_{2}O \overset{hydrolysis}{\rightarrow} 2H_2 + O_2 + \overset{food}{C} \rightarrow \overset{discarded}{CH_4} + \overset{???}{O_2}$چگونه ورودی آب کاهش می یابد؟نکته اصلی این است که اکسیژن قابل تنفس از آب ایجاد می شود و هیدروژن باقی مانده از این فرآیند در فرآیند ساباتیر ​​برای کاهش CO2 و ایجاد آب استفاده می شود. متان نیز محصول جانبی این فرآیند است، و از روی صفحه خارج می‌شود، اگرچه بهبودهایی برای دفع بیشتر مواد غنی از کربن مانند کربن جامد یا استیلن انجام شده است.
خط آخر این است که این سیستم کامل نیست، اما دو محصول زائد (دی اکسید کربن و هیدروژن) را که قبلاً از فضاپیما خارج شده بودند، می گیرد و آنها را با ضایعات جزئی متان به آب تبدیل می کند. این یک سیستم حلقه بسته نیست، اما روند را کمی بهبود می بخشد.هیدروژن برای فرآیند به طور جداگانه در ظروف تحت فشار حمل می شود. جرم اتمی ذرات آب ~ 18u است که در آن هیدروژن حدود 2u و اکسیژن - 16u است. این بدان معناست که حتی با وجود جرم ظرف، جرم کل هیدروژن می تواند بسیار کمتر از جرم آب مورد نیاز برای تولید آن مقدار هیدروژن باشد.
همچنین فراموش نکنید که غذا کربن خالص نیست. این کربوهیدرات ها، پروتئین ها، چربی ها هستند، همه اینها حاوی مقدار زیادی هیدروژن هستند. تقریباً 2 اتم هیدروژن در هر اتم کربن، شاید کمی کمتر. تمام آن هیدروژن با اکسیژن اتمسفر متصل می شود و به صورت آب با رطوبت تنفسی و ادرار آزاد می شود و سپس از هوا پاک می شود. سپس الکترولیز آن را برای استفاده در فرآیند ساباتیر جدا می کند، در حالی که اکسیژن به هوا باز می گردد. بنابراین برای ادامه فرآیند ساباتیر نیازی به ذخیره بزرگ هیدروژن ندارید..hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست