مقایسه و بررسی عملکرد کاتالیست نیکل جایگزین ایریدیوم بر پایۀ گاما- آلومینا در واکنش تجزیۀ ناهمگن هیدرازین و آمونیاک با کاربرد سامانه‌های پیشرانش فضایی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

doi
10.22034/ijche.2024.435543.1388
چکیده

در این تحقیق، از واکنش تجزیۀ ناهمگن هیدرازین و آمونیاک در یک سامانۀ‌ پیشرانش فضایی نوع تک‌پیشرانۀ هیدرازینی با یک راکتور بسترثابت آدیاباتیک و کاتالیزور ایریدیوم 30 درصد برای ایجاد یک نیروی رانش 5 نیوتنی و ضربۀ ویژۀ 220 ثانیه و کاربرد تغییر موقعیت یا حرکت مداری استفاده‌می‌شود. این فرایند با انجام دو واکنش تجزیۀ ناهمگن هیدرازین و سپس آمونیاک و تبدیل به گازهای سبک و گرم در بستر راکتور و بعد نازل همگرا- واگرا، نیروی رانش درجهت خلاف جریان گاز ایجادمی‌کند. باتوجه‌به این‌که کاتالیست ایریدیوم 30 درصد یک کاتالیست مرجع و اصلی و دارای خواص مکانیکی، فیزیکی و حرارتی مناسب اما بسیار کمیاب و گران است، لذا هدف استفاده‌از کاتالیزور جایگزین نیکل 15 درصد است. این کاتالیست درمقایسه‌با ایریدیوم، بسیار فراوان و ارزان و دارای مشخصات کاربردی، مناسب و نزدیک به ایریدیوم است. درخصوص درستی و دقت نتایج عملکرد دو کاتالیزور در یک سامانۀ‌ پیشرانش فضایی نوع تک‌پیشرانۀ هیدرازینی و آزمایش استاتیک در شرایط محفظۀ خلأ و عملیاتی یکسان در یک جریان پایدار و یک‌نواخت هیدرازین به بستر راکتور به‌مدت 30 ثانیه اندازه‌گیری‌می‌شود و با شاخص‌های ارزیابی مانند ایجاد نیروی رانش (5 نیوتن)، ضربۀ ویژه (حدود 230 ثانیه)، افت فشار بستر (کمتر از 1 بار )، حداقل میزان تجزیۀ آمونیاک مقایسه‌می‌شود. درنهایت، به‌دلیل تطابق نتایج کاتالیزور نیکل با ایریدیوم برپایۀ گاما- آلومینا به‌عنوان کاتالیست جایگزین مناسب است و تأیید می‌شود.