АСФАЛЬТИРОВАНИЕ, устройство асфальтобетонных покрытий на автомобильных дорогах, улицах, аэродромах и т. п. путём укладки и уплотнения асфальтобетонной смеси по предварительно подготовленному основанию. В зависимости от назначения покрытия асфальтобетонную смесь (асфальтобетон) укладывают в один или два слоя на основание из щебня, гравия (нежёсткое основание) или бетона (жёсткое основание). Нижний слой толщиной 4-5 см устраивают из крупно- или среднезерни-стой смеси с остаточной пористостью 5-10% ; верхний слой толщиной 3-4 см-из средне- или мелкозернистой смеси (остаточная пористость 3-5%). При тяжёлых нагрузках и интенсивном движении транспорта покрытия устраивают 3-4-слойными общей толщиной 12-15 см. АСФАЛЬТИРОВАНИЕ начинается с очистки основания от пыли и грязи механич. дорожными щётками и поливомоечными машинами, исправления неровностей основания, обработки его поверхности жидким битумом или битумной эмульсией. Асфальтобетонная смесь приготовляется в асфальтобетоно-смесителях на стационарных или полустационарных заводах (установках), доставляется на место автомобилями-самосвалами и загружается в приёмный бункер асфалътобетоноукладчика, к-рый укладывает, разравнивает и предварительно уплотняет смесь. Окончат. уплотнение осуществляется катками дорожными. .
КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, отрасль строительства, занятая сооружением объектов, связанных с обслуживанием жителей городов, посёлков городского типа, районных сельских центров и населённых пунктов сельской местности. В числе этих объектов: системы водоснабжения и канализации с очистными сооружениями и сетями; сооружения городского электрического транспорта с путевым, энергетическим хозяйством, депо и ремонтными предприятиями; сети газоснабжения и теплоснабжения с распределительными пунктами, районными и квартальными котельными; электрические сети и устройства напряжением ниже 35 кв; гостиницы; городские гидротехнические сооружения; объекты внешнего благоустройства населённых мест, озеленения, дороги, мосты, путепроводы, ливнестоки; предприятия санитарной очистки, мусороперерабатывающие и др. Планомерное развитие КОММУНАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА в СССР началось ещё в 1-й пятилетке и осуществлялось нарастающими темпами до начала Великой Отечеств, войны 1941-45. В годы 4-й пятилетки (1946-50) проводились работы по восстановлению объектов коммунального назначения, разрушенных во время нем.-фаш. оккупации. В последующие годы КОММУНАЛЬНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО велось высокими темпами в связи с бурным развитием промышленности, культуры, увеличением численности городов и посёлков городского типа .
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, теория и практика планировки и застройки городов (см. Город). ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО определяют социальный строй, уровень развития производственных сил, науки и культуры, природно-климатичие условия и национальные особенности страны. ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО охватывает сложный комплекс социально-экономических, строительно-технических, архитектурно-художественных, а также санитарно-гигиенических проблем. Общим для ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО досоциалистических формаций является большее или меньшее влияние на него частной собственности на землю и недвижимое имущество..
ЗЕЛЁНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО, составная часть современного градостроительства. Городские парки, сады, скверы, бульвары, загородные парки (лесопарки, лугопарки, гидропарки, исторические, этнографические, мемориальные), национальные парки, народные парки, тесно связанные с планировочной структурой города, являются необходимым элементом общегородского ландшафта. Они способствуют образованию благоприятной в санитарно-гигиеническом отношении среды, частично определяют функциональную организацию городских территорий, служат местами массового отдыха трудящихся и содействуют художественной выразительности архитектурых ансамблей. При разработке проектов садов и парков учитывают динамику роста деревьев, состояние и расцветку их крон в зависимости от времени года.
| движения потока. Различают Г. с.: по принципу действия - гравитационные, центробежные, комбинированные; по форме - сферические и цилиндрические (вертикальные, наклонные и горизонтальные); по рабочему давлению - вакуумные (до 0,1 Мн/м2), низкого (0,1- 0,6 Мн/м2),среднего (0,6-1,6Мн/м2)и высокого (1,6- 6,4 Мн/м2) давления. Наибольшее распространение на нефтепромыслах в СССР получили вертикальные цилиндрич. Г. с. с тангенциальным вводом диаметром от 0,4 до 2,6 м и вые. до 4,5 м. Продукция скважины вводится в среднюю часть Г. с. Отбор нефти осуществляется из нижней части Г. с., а газ отводится из самой высшей точки, чтобы исключить попадание нефти в газопровод. Нормальный уровень нефти в Г. с. поддерживается автоматически поплавковым регулятором уровня, к-рый управляет исполнит, механизмом регулятора расхода нефти. Намечается тенденция совместить функции Г. с. с обезвоживанием и де-эмульгацией нефти. Для этого в поток нефти перед Г. с. вводится деэмулыатор, а внутрь сепаратора - горелочные устройства для подогрева нефти. Таковы, напр., вертикальные сепараторы-подогреватели А-1 и А-9 (производительностью 200 и 2000 т/ч), в к-рых предусматривается разделение продукции нефтяных скважин на 3 потока: газ, нефть и воду. Б. В. Дегтярёв.
ГАЗОНОКОСИЛКА, машина для скашивания травы на газонах. Различают Г. ручные и с механич. приводом, с барабанным и ротационным режущим рабочим органом. В СССР выпускаются Г. с механич. приводом и ротационным рабочим органом, более производительным, простым по конструкции по сравнению с барабанным и обеспечивающим возможность работы на газонах с грубостебельными травами. Для привода во вращение рабочего органа на Г. установлен бензиновый одноцилиндровый двигатель мощностью 0,9 кет (1,25 л. с.). При вращении ротора закреплённые на нём шарнирно ножи срезают траву, измельчают её и выбрасывают через отверстие в раме на скошенный участок. Производительность Г. 0,12 га/ч. Обслуживает её один рабочий. С. В. Церковный.
ГАЗОНОСНОСТЬ горных пород, количество свободных или сорбированных газов (гл. обр. метана), к-рое содержится в единице массы или объёма горных пород в природных условиях. Г. измеряется в м3/т или м3/м3. Наиболее газоносными являются угольные месторождения. Напр., при атм. давлении 1 см3 угля способен сорбировать 7-8 см3 метана или до 18 см3 углекислого газа. С повышением давления в газоносных пластах количество газов, к-рое может быть ими сорбировано, повышается. Г. зависит от влияния мн. факторов, важнейшими из к-рых являются: геол. условия развития района, масштабы газообразования при метаморфизме горных пород, газопроницаемость вмещающих угольные пласты отложений, газоёмкость полезных ископаемых и вмещающих пород. Кроме метана, угольные пласты могут также содержать углекислый газ; из отдельных угольных пластов выделяется сероводород или сернистый газ и др.
ГАЗООБИЛЬНОСТЬ, количество газа, выделяющегося на единицу массы или объёма полезного ископаемого при его добыче. Г. зависит от газоносности, а также от газопроницаемости, способа и интенсивности добычи полезного ископаемого, от глубины разработки и давления газа, заключённого в трещинах и порах полезного ископаемого и окружающих пород. При подземной добыче полезного ископаемого количество газа, выделяющегося в подземные выработки в единицу времени, называют абсолютной Г., а отнесённое к единице добытого полезного ископаемого в единицу времени (обычно в сутки)- относительной. Г. шахт называют количество газа, выделяющееся из пластов угля (руды) и горных пород. Шахты (рудники), в к-рых выделяется метан, наз. газовыми. По количеству выделяющегося метана, водорода или др. взрывоопасного газа на одну т суточной добычи полезного ископаемого (угля, руды) шахты в СССР подразделяются на четыре категории (см. Газовый режим шахты). п. М. Соловьёв.
ГАЗООБМЕН (биол.), обмен газов между организмом и внешней средой. Из окружающей среды в организм непрерывно поступает кислород, к-рый потребляется всеми клетками, органами и тканями; из организма выделяются образующийся в нём углекислый газ и незначит. количество др. газообразных продуктов обмена веществ. Г. необходим почти для всех организмов, без него невозможен нормальный обмен веществ и энергии, а следовательно и сама жизнь.
Кислород, поступающий в ткани, используется для окисления продуктов, образующихся в итоге длинной цепи хи-мич. превращений углеводов, жиров и белков. При этом образуются СО2, вода, азотистые соединения и освобождается энергия, используемая для поддержания темп-ры тела и выполнения работы. Количество образующегося в организме и в конечном итоге выделяющегося из него СО2 зависит не только от количества потребляемого О2, но и от того, что преим. окисляется: углеводы, жиры или белки. Отношение удаляемого из организма СО2 к поглощённому за то же время О2 наз. дыхательным коэффициентом, к-рый равен примерно 0,7 при окислении жиров, 0,8 при окислении белков и 1,0 при окислении углеводов. Количество энергии, освобождающееся на 1 л потреблённого О2 (калорический эквивалент кислоро-д а), равно 20,9 кдж (5 ккал) при окислении углеводов и 19,7 кдж (4,7 ккал) при окислении жиров. Т. о., по потреблению О2 в единицу времени и по дыхательному коэффициенту можно рассчитать количество освободившейся в организме энергии.
Г. (соответственно и расход энергии) у пойкилотермных животных (холоднокровных) понижается с понижением темп-ры тела. Такая же зависимость обнаружена и у гомойотермных животных (теплокровных) при выключении терморегуляции (в условиях естеств. или искусств, гипотермии); при повышении темп-ры тела (при перегреве, различных заболеваниях) Г. увеличивается.
При понижении темп-ры окружающей среды Г. у теплокровных животных (особенно у мелких) увеличивается в результате увеличения теплопродукции. Г. увеличивается также после приёма пищи, особенно богатой белками (т. н. специфически-динамич. действие пищи). Наибольших величин Г, достигает при мышечной деятельности. У человека при работе умеренной мощности Г. увеличивается, через 3-6 мин после её начала достигает определённого уровня и затем удерживается в течение всего времени работы на этом уровне. При работе большой мощности Г. непрерывно возрастает; вскоре после достижения максимального для данного человека уровня (максимальная аэробная работа) работу приходится прекращать, т. к. потребность организма в О2 превышает этот уровень. В первое время после окончания работы сохраняется повышенное потребление О2, используемого для покрытия кислородного долга, т. е. для окисления продуктов обмена веществ, образовавшихся во время работы. Потребление О2 может увеличиваться с 200-300 мл/мин в состоянии покоя до 2000-3000 при работе, а у хорошо тренированных спортсменов - до 5000 мл/мин. Соответственно увеличиваются выделение СО2 и расход энергии; одновременно происходят сдвиги дыхательного коэффициента, связанные с изменениями обмена веществ, кислотно-щелочного равновесия и лёгочной вентиляции.
Расчёт общего суточного расхода энергии у людей разных профессий и образа жизни, основанный на определениях Г., важен для нормирования питания. Исследования изменений Г. при стандартной физич. работе применяются в физиологии труда и спорта, в клинике для оценки функционального состояния систем, участвующих в Г.
Сравнит, постоянство Г. при значит, изменениях парциального давления О2 в окружающей среде, нарушениях работы органов дыхания и т. п. обеспечивается приспособительными (компенсаторными) реакциями систем, участвующих в Г. и регулируемых нервной системой.
Г. у человека и животных принято исследовать в условиях полного покоя, натощак, при комфортной темп-ре среды (18-22 °С). Количества потребляемого при этом О2 и освобождающейся энергии характеризуют основной обмен. Для исследования Г. применяются методы, основанные на принципе открытой либо закрытой системы. В первом случае определяют количество выдыхаемого воздуха и его состав (при помощи химич. или физич. газоанализаторов), что позволяет вычислять количества потребляемого О2 и выделяемого СО2. Во втором случае
Схема аппарата для исследования газообмена: У - устройство для автоматической подачи кислорода: Б - сосуд с кислородом; К - камера; X - холодильник; Щ - сосуд со щёлочью для улавливания углекислого газа; Н -насос; СаСl2- сосуд с хлористым кальцием для поглощения водяных паров: Т - термометр; М - манометр.
дыхание происходит в закрытой системе (герметич. камере либо из спирографа, соединённого с дыхательными путями), в к-рой поглощается выделяемый СО2, а количество потреблённого из системы О2 определяют либо измерением равного ему количества автоматически поступающего в систему О2, либо по уменьшению объёма системы (рис.).
Лит.: Гинецкнекий А. Г., Лебединский А. В., Курс нормальной физиологии, М., 1956; Физиология человека, М., 1966, с. 134-56; Беркович Е. М., Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964 (имеется библ.); Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, с. 186-237. Л. Л. Шик.
ГАЗООЧИСТКА, см. Газов очистка.
ГАЗОПЛАМЕННАЯ ОБРАБОТКА, совокупность технологич. процессов тепловой обработки металлов пламенем горючих газов сварочных горелок: газовая сварка; газопрессовая сварка; наплавка стали, твёрдых сплавов и различных цветных металлов; пайка (особенно медными и серебряными припоями); кислородная резка стали, флюсокислородная резка; кислородная строжка (снятие поверхностного слоя стали); кислородная вырубка дефектов стальных слитков; обдирка слитков по всей боковой поверхности с удалением дефектов наружного слоя металла (окалины, ржавчины, старой краски и др. загрязнений); термообработка металла (закалка, отжиг и др.); напыление порошкообразных материалов на поверхность металла с получением покрытий из металлич. и неметаллич. материалов - керамики и пластмасс; металлизация, т. е. напыление быстродвижущейся газовой струёй капель жидкого расплавленного металла. Многие процессы Г. о. автоматизированы. К. К. Хренов.
ГАЗОПРЕССОВАЯ СВАРКА, процесс сварки с нагревом металла газовым пламенем и осадкой (сдавливанием) нагретых деталей. Нагрев производится многопламенными сварочными горелками с большим количеством (до ста и более) небольших огней, равномерно распределённых по нагреваемой поверхности, к-рая за 1-2 мин частично оплавляется,
Газопрессовая сварка стыков труб; 1 - горелка; 2- труба; 3- огни горелки; 4- каналы для газа; 5- каналы для охлаждающей воды; 6- стык труб.
после чего детали сдавливаются и соединяются. Нагрев ведётся обычно ацети-лено-кислородным пламенем, осадка производится гидравлич. устройством с зажимами для прочного захвата соединяемых деталей. Г. с. производят, напр., стыковку трубопроводов (рис.), ж.-д. рельсов и т. п. Г. с. часто заменяется контактной электросваркой, к. К. Хренов.
ГАЗОПРОВОД магистральный, сооружение для транспортировки на большие расстояния (сотни и тысячи км) горючих газов от места их добычи или производства к пунктам потребления.
По способу прокладки различают Г. подземные, наземные и в насыпи. Подземным способом магистральные Г. обычно укладывают в Европ. части СССР (в зоне сезонного промерзания грунта). В сев. районах получила распространение надземная прокладка Г. на опорах, т. н. "змейкой". В зоне распространения многолетнемёрзлых грунтов Г. укладывают в насыпь или надземным и подземным способами. В отдельных случаях Г. располагают на опорах или подвешивают к тросам (большие овраги, реки), а также прокладывают по дну водоёмов (т. н. дюкеры).
Для предохранения труб от коррозии (внутр. или внешней) применяют антикоррозийную изоляцию, а также катодную и протекторную защиту.
Давление газа в магистральных Г. большой протяжённости поддерживается газокомпрессорными станциями.
В СССР оптимальные параметры Г.: рабочее давление 5,5 Мн/м2 (ведётся строительство Г. на рабочее давление до 7,5 Мн/м2); степень сжатия, обеспечиваемая компрессорной станцией, 1,4 - 1,5; расстояние между соседними компрессорными станциями ок. 100-120 км; компрессорные агрегаты обладают большой единичной мощностью - от 5000 до 10 000 квт и более. Выделившаяся в Г. при транспортировке жидкость (вода, конденсат, масло и др.) улавливается в конденсатосборниках.
В конечном пункте магистрального Г. расположены газораспределит. станции, на к-рых давление понижается до уровня, необходимого для снабжения потребителей. Вблизи крупных городов сооружаются подземные газовые хранилища, частично неравномерность суточного газопотребления покрывается за счёт применения газгольдеров. В современных магистральных Г. в СССР применяют тонкостенные трубы больших диаметров от 720 до 1420 мм.
Первые упоминания о Г. относятся к началу нашей эры, когда для передачи природного газа в Китае применяли бамбуковые трубы. В конце 18 в. в Европе начали применяться Г. из чугунных труб, заменённых в 19-20 вв. стальными, обеспечивающими транспортировку газа под более высоким давлением, чем по чугунным трубопроводам. Наибольшего размаха добыча природного газа достигла к нач. 20 в. в США (20 млрд. м3), где общая протяжённость многочисл. коротких Г. достигла 22 тыс. км (1918). В 1928-31 в США построены Г. протяжённостью от 800 до 1500 км, диаметром 508-660 мм.
Развитие газопроводного транспорта в СССР до 1941 характеризовалось сооружением Г. из труб малых диаметров (100-250 мм) для подачи газа от месторождений со сравнительно небольшими запасами природного и попутного нефтяного газа. Первый Г. дальнего газоснабжения был сооружён в США в 1944 (Г. "Теннесси"). Диаметр этого Г. ок. 600 мм, длина осн. Г. 3300 км. В последующие годы были созданы крупные межрайонные системы Г. диаметром до 762- 914 мм. В 1946-50 в СССР сооружаются первые крупные магистральные Г. для подачи газа из месторождений Саратовской обл. в Москву и из месторождений Предкарпатья в Киев и др. города Украины. Введённый в эксплуатацию в 1946 Г. Саратов - Москва из труб диаметром 325 мм протяжённостью 800 км явился первым в СССР магистральным Г. Затем построены крупнейшие магистрали: Даша-ва-Киев-Москва (1300 км), Серпухов- Ленинград (813 км), Дашава-Минск (665 км), Шебелинка - Белгород - Курск - Орёл - Брянск (507 км), Саратов - Горький -Череповец (1188 км), Краснодарский край - Ворошиловград - Серпухов (ок. 1300 км) и др. Наиболее крупными газотранспортными системами СССР являются двухниточная система Бухара - Урал общей протяжённостью 4503 км, построенная из труб диаметром 1020 мм, пропускной способностью 21 млрд. м3 в год, двухниточная система Средняя Азия - Центр из труб диаметром 1020 и 1220 мм, общей протяжённостью ок. 5500 км и пропускной способностью 25 млрд. м3 в год. Осн. отличит, чертой строительства в СССР магистральных Г. является создание единой схемы кольцевания Европейской части (см. карту), что повышает их нар.-хоз. эффективность, обеспечивает бесперебойность и надёжность газоснабжения. Характерная особенность развития газопроводного транспорта в СССР - неуклонное увеличение удельного веса Г. больших диаметров (табл. 1).
Табл. 1. - Структура протяжённости газопроводов в СССР по диаметрам труб, %
Годы
Диаметры труб, мм
100-273
325-529
720-1020
1959
15
48
37 (0,5)*
1963
11
39
50 (11,2)
1966
10
37
53 (21,0)
* В скобках - данные труб диаметром 1020 мм.
В 1967 впервые в мировой практике стали широко применяться трубы диаметром 1220 мм, из к-рых сооружается Г. Средняя Азия - Центр (вторая линия) и построен Г. Ухта - Торжок.
Высокая степень механизации и создание новых высокопроизводит. машин и механизмов позволили резко повысить темпы трубопроводного строительства. Так, Г. Саратов - Москва строился 2,5 года, Г. Дашава - Киев - 2 года, Г. Ставрополь - Москва протяжённостью ок. 1000 км, из труб диаметром 720-820 мм строился менее 2 лет. Первая очередь Г. Бухара - Урал протяжённостью 2200 км, диаметром 1020 мм была построена, несмотря на тяжёлые природные условия (пустыня, скальные грунты), в течение 2 лет, а первая очередь Г. Средняя Азия - Центр протяжённостью более 2700 км, диаметром 1020 мм сооружена за 1,5 года.
Табл. 2. - Технико-экономические показатели сверхмощных газопроводов
Показатели
Диаметры газопроводов, мм
1220
1420
2020
2520
Производительность
1,6
2,37
5,94
10,5
Капиталовложения
1 ,25
1,71
3,82
6,15
Металловложения
1,4--!
1,95
4,0
6,13
Удельные капиталовложения
0,89
0,82
0,68
0,59
Удельные металло-вложения
0,9
0,82
0,67
0,58
В СССР разработаны предложения по коренному изменению техники транспорта газа на большие расстояния с применением труб диаметром до 2-2,5 м. Увеличение диаметров труб до определённого оптимума для транспорта газа даёт значит, рост производительности Г., снижает удельные капитальные затраты, эксплуа-тац. издержки и расход металла. Предварит, технико-экономич. показатели передачи газа по сверхмощным Г. (за единицу приняты данные по Г. из труб диаметром 1020 мм) приведены в табл. 2. Сооружение сверхмощных Г. характеризуется высокой экономической эффективностью. Для передачи из Тюменской обл. и Коми АССР в районы Центра, Северо-Запада и Урала в ближайшие 7-8 лет ок. 130 млрд. м3 газа в год по Г. из труб диаметром 1220-1420 мм потребовалось бы строительство 7-8 линий общей протяжённостью ок. 25 тыс. км. Это же количество газа может быть передано по двум сверхмощным Г.: один диаметром 2,5 м и второй диаметром 2 м.
Макс, диаметр труб, применяемый в США,-1067 мм, в СССР - 1420 мм; средний диаметр в СССР 674 мм, в США- 410 мм (1968). Строительство сверхмощных Г. требует организации сверхмощных газовых промыслов с ежегодной добычей газа 50-100 млрд. м3. Суточная производительность скважины должна быть 2-3 млн. м3 вместо достигнутой макс, производительности в 500 - 700 тыс. л3 газа. Трубы диаметром 2020 - 2520 мм для сверхмощных Г. намечается изготовлять из стали с толщиной стенки до 25-26 мм и пределом прочности 550 - 600 Мн/м2 и гарантированной ударной вязкостью не менее 0,3 Мн/м2 при темп-ре -40°С. Общая протяжённость магистральных Г. в СССР ок. 70 тыс. км (1970).
Лит.: Яблонский В. С., Белоусов В. Д., Проектирование нефтегазопро-водов, М., 1959; Ходанович И. Е..
Аналитические основы проектирования и эксплуатации магистральных газопроводов, М., 1961; Справочник по транспорту горючих газов, М., 1962; Боксерман Ю. И., Пути развития новой техники в газовой промышленности СССР, М., 1964.
Ю. И. Боксерман, Б. Л. Кривошеий.
ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ, свойство твёрдого тела, обусловливающее прохождение газа через тело при наличии перепада давления. В зависимости от структуры твёрдого тела и величины перепада давления различают три осн. типа Г.: диффузионный поток, молекулярную эффузию, ламинарный поток. Диффузионный поток определяет Г. при отсутствии в твёрдом теле пор (напр., Г. полимерных плёнок или покрытий). В этом случае Г. складывается из растворения газа в пограничном слое тела, диффузии его через тело и выделения газа с др. стороны тела.
Молекулярной эффузией называют Г. через систему пор, диаметр которых мал по сравнению со средней длиной свободного пробега молекул газа (при давлении 10-3-10-4 мм рт. ст.; 1 мм рт. ст. = 133,322 н/м2).
Ламинарное течение газа через твёрдое тело имеет место при наличии в нём пор, диаметр к-рых значительно превышает А. При дальнейшем увеличении диаметра пор и переходе к крупнопористым телам (напр., ткани) Г. определяется законами истечения из отверстий.
Г. веществ характеризуют коэфф. проницаемости Р (м4/сек*н, или см2/сек*ат, 1 см2/сек*ат = 1,02*10-9 м4/сек*н), объёмом газа, прошедшего за 1 сек через единичную площадку в теле (перпендикулярную к потоку газа) при перепаде давления, равном единице. Коэфф. Р зависит от природы газа, поэтому обычно Г. веществ сравнивают по их коэфф. водородопроницаемости. Ниже приведены значения Р (см2/сек*am) нек-рых материалов при 20°С:
Металлы
10-18-10-12
Стёкла
10-15-10-10
Полимеры (плёнки)
10-12-10-5
Жидкости
10-7-10-5
Бумага , кожа
10-5-10
Широко применяемые во всех областях произ-ва полимерные материалы занимают по своей Г. промежуточное положение между неорганич. твёрдыми материалами и жидкостями. Значение Р (в единицах 108 см2/сек • am) для полимерных материалов составляет:
Кремнийорганич. каучук
390
Натуральный каучук
30
Полистирол
6,9
Полиэтилен низкой плотности
5,9
Найлон
0,7
Полиэтилентерефталат (лавсан)
0,5
Наибольшей Г. обладают аморфные полимеры с очень гибкими молекулярными цепями, находящиеся в высоко-эластическом состоянии (каучук). Кри-сталлич. полимеры (напр., полиэтилен) имеют значительно меньшую Г. Очень малой Г. обладают высокомолекулярные стеклообразные полимеры с жёсткими цепями. Объясняется это тем, что более гибкие цепи легко смещаются, пропуская молекулы диффундирующего газа.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА, приборы, в к-рых электрич. энергия преобразуется в оптич. излучение при прохождении электрич. тока через газы и др. вещества (напр., ртуть), находящиеся в парообразном состоянии. Исследуя дуговой разряд, рус. учёный В. В. Петров в 1802 обратил внимание на сопровождавшие его световые явления. В 1876 рус. инженером П. Н. Яблочковым была изобретена дуговая угольная лампа переменного тока, положившая начало практич. использованию электрич. разряда для освещения. Создание газосветных трубок относится к 1850 - 1910. В 30-х гг. 20 в. начались интенсивные исследования по применению люминофоров в газосветных трубках. Исследованием, разработкой и произ-вом Г. и. с. в СССР начиная с 30-х гг. занималась группа учёных и инженеров Физич. ин-та АН СССР, Московского электролампового завода, Всесоюзного электротехнич. ин-та. Первые образцы ртутных ламп были изготовлены в СССР в 1927, газосветных ламп - в 1928, натриевых ламп - в 1935. Люминесцентные лампы в СССР были разработаны в 1938 группой учёных и инженеров под руководством акад. С. И. Вавилова.
Г. и. с. представляет собой стеклянную, керамич. или металлическую (с прозрачным выходным окном) оболочку цилинд-рич., сферич. или иной формы, содержащую газ, иногда нек-рое кол-во металла или др. вещества (напр., галоидной соли) с достаточно высокой упругостью пара. В оболочку герметично вмонтированы (напр., впаяны) электроды, между к-рыми происходит разряд. Существуют Г. и. с. с электродами, работающими в открытой атмосфере или протоке газа, напр, угольная дуга.
Различают газосветные лампы, в к-рых излучение создаётся возбуждёнными атомами, молекулами, рекомбинирующими ионами и электронами; люминесцентные лампы, в к-рых источником излучения являются люминофоры, возбуждаемые излучением газового разряда; элект-родосветные лампы, в к-рых излучение создаётся электродами, разогретыми разрядом.
В большинстве Г. и. с. используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, напр, в газосветных трубках), в импульсных лампах - искровой разряд, переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким [от 0,133 н/м2(10-3 мм рт. ст.)], напр. натриевая лампа низкого давления (рис., а), высоким (от 0,2 до 15 am;, 1 am= 98066,5 н/м2) и сверхвысоким (от 20 до 100 am и более, напр, ксеноновые газоразрядные лампы) давлением.
Газоразрядные источники света: а - натриевая лампа низкого давления; б - люминесцентная лампа; в - ртутная лампа высокого давления с исправленной цветностью; г - ксеноновая лампа сверхвысокого давления; д - натриевая лампа высокого давления с колбой из поликристаллической окиси алюминия.
Г. и. с. применяют для общего освещения, облучения, сигнализации и др. целей. В Г. и. с. для общего освещения важны высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации. Наиболее массовыми Г. и. с. для общего освещения являются люминесцентные лампы (рис., б). Световая отдача люминесцентных ламп достигает 80 лм/вт, а срок службы до 10 и более тыс. ч. Для освещения загородных автострад применяются натриевые лампы низкого давления со световой отдачей до 140 лм/вт, а для освещения улиц - ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (рис., в). Для специальных целей важны такие характеристики Г. и. с., как яркость и цвет (напр., ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры, рис., г), спектральный состав и мощность (ртутноталлиевые лампы погружного типа для пром. фотохимии), мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (ксеноновые лампы в метал-лич. оболочке для имитаторов солнечного излучения), амплитудные и временные характеристики излучения (импульсные лампы для скоростной фотографии, стробоскопии и т. д.).
В связи с разработкой новых высокотемпературных и химически стойких материалов для оболочек ламп и открытием технологич. приёма введения в лампу излучающих элементов в виде легколетучих соединений появились новые перспективы развития и применения Г. и. с. Напр., ртутная лампа с добавкой иодидов таллия, натрия и индия обладает световой отдачей до 80-95 лм/вт и хорошей цветопередачей. В натриевой лампе высокого давления (рис., д), создание к-рой стало возможным благодаря применению оболочки из высокотемпературной керамики на основе окиси алюминия, световая отдача достигает 100- 120 лм/вт.
Лит.: Фабрикант В. А., Механизм излучения газового разряда, "Тр. Всесоюзного электротехнического ин-та", 1940, в. 41; Иванов А. П., Электрические источники света, М.- Л., 1948; Рохлин Г. Н., Газоразрядные источники света, М., 1966; Фугенфиров М. И., Что нужно знать о газоразрядных лампах, М., 1968. Г. Н. Рохлин, Г. С. Сарычев.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ, то же, что ионные приборы.
ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ в двигателе внутреннего сгорания, периодическое действие впускных и выпускных органов двигателя, обеспечивающее заполнение цилиндра свежим зарядом (всасывание, впуск) и удаление отработавших газов (выхлоп, выпуск). В зависимости от типа и конструкции двигателя Г. может быть клапанным, шайбовым, золотниковым (бесклапанным), щелевым и комбинированным. При клапанном Г. известны два осн. вида расположения клапанов: в головке цилиндров - верхняя, или подвесная, система (рис. 1, a) и т. н. нижняя, или боковая, система (рис. 1, б). В подвесной системе клапаны приводятся в движение с помощью кулачков распределительного валика, приводимого от коленчатого вала двигателя через шестерёнчатую или цепную передачу.
Рнс. 1. Клапанное газораспределение: а - верхняя, пли подвесная, система: 6 - нижняя, или боковая, система.
В судовых и тепловозных двигателях внутр. сгорания (дизелях) в системе Г. имеются дополнит, кулачки и реверсивные устройства (см. Реверс), позволяющие изменять направление вращения коленчатого вала.
Шайбовое Г. осуществляется с помощью плоских вращающихся шестерён и шайб с вырезанными в них окнами. При вращении шайбы её окна совмещаются с окнами в днище и головке цилиндра, в это время осуществляется процесс Г. Золотниковое (бесклапанное) Г. выполняют золотники, имеющие привод от коленчатого вала двигателя.
Щелевое Г. применяется в двухтактных двигателях. В стенках цилиндра Имеются щели (окна), к-рые открываются и закрываются движущимся в цилиндре поршнем.
Наиболее распространённым видом комбинированного Г. является клапанно-щелевое (рис, 2), при котором выхлоп осуществляется через выпускной клапан, а всасывание - через щелевое устройство.
Рис. 2. Комбинированное клапанно-щелевое газораспределение.
Лит. см. при статьях Двигатель внутреннего сгорания и Дизель. Г. С. Скубачевский,
ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, служит для понижения давления газа до уровня, необходимого по условиям его безопасного потребления.
По назначению различают неск. типов Г. с.: станции на ответвлении магистрального газопровода (на конечном участке его ответвления к населённому пункту или пром. объекту) производительностью от 5-10 до 300-500 тыс. м3 в час; промысловая Г. с. для подготовки газа (удаление пыли, влаги), добытого на промысле, а также для снабжения газом близлежащего к промыслу населённого пункта; коптрольно-распределит. пункты, размещаемые на ответвлениях от магистральных газопроводов к пром. или с.-х. объектам, а также для питания кольцевой системы газопроводов вокруг города (производительностью от 2-3 до 10-12 тыс. м3 в час); автоматич. Г. с. для снабжения газом небольших населённых пунктов, совхозных и колхозных посёлков на ответвлениях от магистральных газопроводов (производительностью 1-3 тыс. м3 в час); газорегуляторные пункты (производительностью от 1 до 30 тыс. м3 в час) для снижения давления газа и поддержания его на заданном уровне на городских газовых сетях высокого и среднего давления; газорегуляторные установки для питания газовых сетей или целиком объектов с расходом газа до 1,5 тыс. м3 в час.
Г. с. на магистральных газопроводах понижают начальное давление газа (напр., 5 Мн/м2, т. е. 50 кгс/см2) по одно-, двух- или трёхступенчатой схеме до 0,1 Мн/м2 и менее, на автоматич. Г. с. давление снижается с 5,5 до 3*10-2 Мн/м2; на газорегуляторных пунктах высокое давление (1,2 или 0,6 Мн/м2) снижается до среднего (0,3 Мн/м2) или низкого (300 мм вод. ст.). Ю. М. Белодворский.
ГАЗОРЕГУЛЯТОРНОЕ УСТРОЙСТВО, предназначено для автоматич. снижения и поддержания на заданном уровне давления газа в газопроводе путём изменения количества газа, протекающего через регулирующий клапан. Г. у. состоит из регулирующего клапана, чувствит.
Газорегуляторное устройство прямого действия: 1 - дроссельный клапан; 2- мембрана; 3 - импульсная трубка;
4 - пружина (груз) мембраны.
и управляющего элементов. Различают Г. у.: прямого действия (дроссельный клапан перемещается в результате изменения конечного давления) и непрямого действия (чувствит. элемент воздействует на регулируемый орган самостоят, источником энергии - воздухом, газом, жидкостью). Несмотря на то что Г. у. прямого действия обладают меньшей чувствительностью (по сравнению с регуляторами непрямого действия), в системах газоснабжения они нашли более широкое применение из-за простоты конструкции и удобства эксплуатации. Изменение давления газа, возникающее вследствие непостоянства его отбора, в Г. у. прямого действия (рис.) вызывает перемещение мембраны, а вместе с ней и изменение проходного сечения дроссельного устройства и, как следствие, уменьшение или увеличение количества газа, протекающего через Г. у.
Лит.: Газовое оборудование, приборы и арматура, М., 1963. Н. И. Рябцев.
ГАЗОРЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ, система устройств для автоматич. снижения и поддержания постоянного давления газа в распределит, газопроводах. Г. п. включает регулятор давления для поддержания давления газа, фильтр для улавливания механич. примесей, предохранит, клапаны, препятствующие попаданию газа в распределительные газопроводы при аварийном давлении газа сверх допустимых параметров, и контролыю-измерит. приборы для учёта количества проходящего газа, темп-ры, давления и телеметрич. измерения этих параметров. Г. п. сооружаются на гор. распределит, газопроводах, а также на территории пром. и коммунально-бытовых предприятий, имеющих разветвлённую сеть газопроводов. Г. п., монтируемые непосредственно у потребителей и предназначенные для снабжения газом котлов, печей и др. агрегатов, обычно называют газорегуляторными устройствами. В зависимости от давления газа на входе Г. п. бывают: среднего (от 0,05 до 3 кгс/см2) и высокого (до 12 кгс/см2) давления (1 кгс/см2 = = 0,1Мн/м2).
ГАЗОСВЕТНАЯ ТРУБКА, высоковольтный газоразрядный источник света, в к-ром используется излучение положительного столба тлеющего разряда. Г. т. изготовляют из стекла, по концам впаивают цилиндрич. электроды из стали (реже никеля, алюминия и др. металлов), наполняют аргоном, неоном (реже др. газами) до давления 400-2100 н/м2 (3-16 мм рт. ст.) и нек-рым количеством ртути, включают в сеть переменного тока через трансформатор 1,2-13 кв с магнитным рассеянием. Г. т. имеют диаметр 10-30 мм и длину 0,1-3 м. С целью расширения цветовой гаммы излучения и повышения световой отдачи внутр. поверхность трубок покрывается люминофором. Яркость Г. т. обычно составляет около 1 кнт. Г. т. изгибают, придавая им форму букв, знаков, фигур, и применяют в рекламном, декоративном освещении, а также для сигнализации.
Г. С. Сарычев.
ГАЗОСНАБЖЕНИЕ, организованная подача и распределение газового топлива для нужд нар. х-ва. Для Г. используются: газы природные горючие; искусств, газы, получаемые при термич. переработке твёрдых и жидких топлив в газогенераторах и термич. печах (см. Газификация топлив); сжиженные газы, получаемые на газобензиновых и нефтеперерабатывающих з-дах при переработке нефти и попутных газов.
Природный газ является наиболее совершенным и экономичным видом топлива, ценным сырьём для химич. пром-сти (см. Газовая промышленность). С выявлением в СССР больших ресурсов природного газа получение искусств, газов, как менее экономичное и связанное с трудоёмкими процессами, утрачивает своё значение.
Наиболее крупные потребители природного газа - ТЭС и предприятия различных отраслей пром-сти (машиностроение, чёрная и цветная металлургия, пром-сть стройматериалов и др.). В коммунальном х-ве газ используется для приготовления пищи (в квартирах жилых зданий и на предприятиях обществ, питания); для технологич. нужд предприятий коммунально-бытового обслуживания; для нагревания воды, расходуемой для хоз.-бытовых и сан.-гигиенич. целей; для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и обществ, зданий. Общее потребление природного газа в коммунальном х-ве СССР в 1970 составило 24,1 млрд. м3, т. е. увеличилось по сравнению с 1965 в 1,8 раза, а к 1975 достигнет примерно 40 млрд. м3.
Г. городов и пром. предприятий природными и искусств, газами осуществляется по магистральным газопроводам, транспортирующим газ от мест его добычи или произ-ва к потребителям. Приём газа населённым пунктом или пром. объектом производится на контрольно-рас-пределит, пункте, где газ редуцируется до допускаемого нормами давления и поступает в гор. газовую сеть или на пром. предприятие. Различают системы Г. централизованные, в к-рых распределение газа потребителям производится по гор. газовой сети, и децентрализованные (местные) - от местных газогенерирующих установок или с использованием ёмкостей (цистерн, баллонов), заполненных сжиженными газами. Местные системы широко применяются в Г. жилых зданий и коммунально-бытовых предприятий малых городов и посёлков, особенно находящихся на значит, расстоянии от магистральных газопроводов.
Транспортировка сжиженных газов от газобензиновых з-дов к потребителям осуществляется по продуктопроводам, ж.-д. и автомоб. цистернами, а также в баллонах; получает развитие мор. транспорт сжиженных газов спец. судами - газовозами. Доставка осн. количества сжиженных газов на большие расстояния производится в ж.-д. цистернах. Для перевозки сжиженных газов с заводов и кустовых баз в СССР применяются также автоцистерны ёмкостью 12-15 м3, а на небольшие расстояния - ёмкостью 4 м3. Баллоны с сжиженным газом перевозятся, как правило, в специально оборудованных автомобилях.
Для надёжной работы системы Г. вблизи крупных городов сооружаются подземные хранилища газа (см. Газовое хранилище).
Для Г. малоэтажных жилых зданий и небольших коммунальных предприятий обычно применяются газобаллонные установки, состоящие из 1 или 2 баллонов со сжиженным газом, регулятора давления и газовых приборов (плита, водонагреватель). Установка с одним баллоном размещается в том же помещении, где и газовый прибор; с двумя баллонами - в металлич. шкафу, устанавливаемом снаружи у стен зданий. Г. многоэтажных зданий осуществляется от групповых газобаллонных установок и установок, состоящих из подземных резервуаров. Подача газа в здания к газовым приборам происходит по газовым сетям, как и при Г. природным газом.
Г. городов, сельских населённых мест, пром. предприятий, дальнейшее расширение областей использования природного газа повышают уровень культуры про-из-ва и быта населения. Наряду с этим высокий кпд газовых приборов позволяет сократить расходы топлива на техноло-гич. и коммунально-бытовые нужды, снизить долю др. видов топлива в топливном балансе, разгрузить ж.-д. и водный транспорт. Перевод ТЭЦ и котельных с многозольного топлива на газ, применение сжиженного газа в качестве топлива для автомоб. транспорта способствуют оздоровлению воздушных бассейнов городов.
Лит.: Стаскевич Н. Л., Справочное руководство по газоснабжению, Л., 1960; Демидов Г. В., Городское газовое хозяйство, 2 изд., М., 1964; Стаскевич Н. Л., Майзельс П. Б.,Вигдорчик Д. Я., Справочник по сжиженным углеводородным газам, Л., 1964; Кортунов А. К., Газовая промышленность СССР, М., 1967. П. Б. Майзелъс.
ГАЗОСПАСАТЕЛЬНОЕ ДЕЛО, комплекс мероприятий по обеспечению газобезопасности работы газо-,взрыво- и пожароопасных пром. предприятий (добывающих, перерабатывающих или потребляющих токсич., удушающие или взрывчатые газы, легковоспламеняющиеся жидкости, металлич., угольные, алюминиевые порошки, карбонилы и др.). Г. д. включает профилактику аварий и ликвидацию их последствий, наблюдение за содержанием вредных и опасных примесей в воздухе пром. помещений, проверку средств газовой защиты, обучение персонала предприятий пользованию ими и пр. Для спасения людей при авариях, сопровождающихся повышением содержания отравляющих газов в возд. среде, ликвидации последствий таких аварий и оказания помощи пострадавшим, а также для проведения профилактики по газобезопасности выполнения газоопасных работ на предприятиях организуется газоспасат. служба: профессиональная (газоспасат. станции) или добровольная (добровольные газоспасат. дружины). Положения о газоспасательной службе, табели технич. оснащения и инструкции, регламентирующие её деятельность, утверждаются отраслевыми министерствами, имеющими на предприятиях эту службу, по согласованию с Госгор-технадзором СССР.
Газоспасат. станции оснащены кислородными изолирующими респираторами, возд. аппаратами, шланговыми противогазами и фильтрующими пром. противогазами.
В случае отравления газами пострадавшему производят искусственную вентиляцию лёгких методом "рот в рот" ("рот в нос") или с помощью аппарата "Горноспасатель-8" (ГС-8), а также непрямой массаж сердца. Для ликвидации последствий аварий применяется такое же оборудование, как и в горно-спасат. частях (см. Горноспасательное оборудование).
Лит.: Бухман Я. 3., Газоспасательное дело, М., 1963. П.М.Соловьёв.
ГАЗОТРОН [от газ и (элек)трон], двухэлектродный ионный прибор, используемый в качестве вентиля с неуправляемым электрич. разрядом. Г. применяют гл. обр. в высоковольтных выпрямителях переменного электрич. тока радиопередатчиков. Электроды Г.- анод, изготовляемый из никеля, стали или графита, и оксидный катод с прямым или косвенным подогревом - помещены в среду инертного газа или смеси газов под давлением 0,1-0,25мм рт.ст. (1ммрт. ст. = = 133,322 н/м2) либо паров ртути под давлением 0,001-0,01 мм рт. ст. (рис.).
Мощный газотрон ВГ-163 с ртутным наполнением: 1 - оксидный подогревный катод; 2 - тепловой экран , соединённый с катодом: 3 - графитовый анод; 4 - горловина газотрона, в которой находятся капли ртути; 5 - тепловой экран.
Катод, как правило, помещают в металлич. (тепловой) экран для облегчения теплового режима работы. Выпрямляющее действие Г. обусловлено тем, что при положит, полупериоде переменного напряжения на аноде, превышающего напряжение зажигания Г., между анодом и катодом возникает несамостоятельный дуговой разряд, к-рый поддерживается небольшим напряжением горения (10 - 30 в), а при отрицат. полупериоде анод находится под максимально выпрямляемым напряжением и ток в Г. практически отсутствует. Напряжение горения мало зависит от протекающего тока, к-рый для различных маломощных Г. колеблется в пределах 0,01-0,5 а, а для мощных - 15-150 а. Вследствие незначит. падения напряжения (напряжение горения) при дуговом разряде выпрямители с Г. имеют высокий кпд (95-99%). Допустимая темп-pa окружающей среды во время работы Г. с ртутным наполнением лежит в пределах от 15 до 50°С, а для Г. с газовым наполнением - от 60 до 100°С. Г. различают: по роду наполняющего газа (смеси газов) или паров металла (аргон, гелий, пары ртути и др.), по конструкции анода (открытая, полузакрытая, закрытая), по амплитуде выпрямляемого напряжения (низковольтные - тунга-ры - с напряжением на аноде до 300 в, нормальные - до 15 кв и высоковольтные - до 70 кв).
Лит.: Власов В. Ф., Электронные и ионные приборы, 3 изд., М., 1960; Хлебников Н. Н., Электронные приборы, М., 1966. Г. Д. Петров.
ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, тепловая электростанция, в к-рой в качестве привода электрич. генератора используется газовая турбина. Г. э. появились как станции, работающие на продуктах подземной газификации углей. Первая такая Г. э. в СССР - Шатская буроугольная подземногазовая электростанция (Тульская обл.) - была сооружена в районе залегания высокозольного и влажного бурого угля. Угольные Г. э. широкого применения не получили гл. обр. из-за быстрого износа лопаток газовых турбин под воздействием содержащихся в газах частиц угля.
В 50-60-х гг. 20 в. в мировой практике получили широкое распространение Г. э. с газотурбинными двигателями. Их суммарная мощность к 1970 превысила 2000 Мет. Так, в США и Великобритании тепловые блоки мощностью св.. 500 Мвт, как правило, снабжаются газотурбинными установками мощностью 25-35 Мвт для покрытия нагрузок в часы "пик". Получили также распространение автоматич. Г. э. на базе авиац. турбин с 2-4 газовыми турбоагрегатами (каждый мощностью 10-20 Мвт). Конструктивно Г. э. могут быть размещены на полуприцепах-фургонах или ж.-д. платформах и использованы в местах новых разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, особенно в районах месторождений нефти, где Г. э. могут работать на попутном газе, или в районах строительств в качестве врем, электростанций. Г. э. могут также служить резервными источниками мощности, включаемыми в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Г. э., предназначенные для покрытия нагрузок в часы "пик", имеют облегчённую тепловую схему безрегенерационного типа, кпд порядка 20 - 25%; стоимость установленного кет таких электростанций составляет примерно 50% стоимости установленного кет современной ТЭС. Г. э. имеют, как правило, высокую степень автоматизации и дистанционное управление. Пуск станции и приём нагрузки, а также работа вспомогат. оборудования (напр., пополнение топливных и масляных баков) обычно автоматизируются. Передвижные Г. э. применяются редко, т. к. имеют низкий кпд и относительно высокую стоимость оборудования по сравнению, напр., с дизельными электростанциями. Существуют проекты атомных Г. э. (США), в к-рых рабочий газ (гелий), нагретый до 800-1000°С, будет поступать от высокотемпературных графито-газовых реакторов.
Перспективны комбинированные паро-газотурбинные установки (ПГУ). В ПГУ топливо и воздух подводятся под давлением в камеру сгорания; продукты сгорания и нагретый воздух поступают в газовую турбину. После первых ступеней газовой турбины продукты сгорания отводятся в промежуточную камеру сгорания, в которой сжигается часть топлива за счёт избыточного кислорода, имеющегося в газах. Из промежуточной камеры сгорания продукты сгорания поступают в последующие ступени турбины, где происходят их дальнейшее расширение и охлаждение. Тепло отработавших газов может быть использовано для подогрева воды или выработки пара низкого давления в парогенераторе. Воздух в камеру сгорания подаётся компрессором, размещённым на одном валу с турбиной. Технологич. схема Г. э. отличается простотой, малым количеством вспо-могат. оборудования и трубопроводов. Комбинированная ПГУ в нормальном режиме работает по паротурбинному циклу, а для покрытия нагрузок в часы "пик" в энергосистеме переключается на паро-газовый цикл. При этом удаётся получать высокие начальные темп-ры рабочего тела и сравнительно низкие темп-ры отвода тепла, что и определяет повышенный кпд у ПГУ при нек-ром снижении капитальных затрат.
Первая в СССР паро-газотурбинная установка общей мощностью 16 Мвт была пущена в 1964 на Ленинградской ГЭС-1 в качестве надстройки над существующей паровой турбиной (30 Мвт). Вслед за этой установкой был создан проект ПГУ мощностью 200 Мвт. В состав паро-газового блока входят: газовая турбина (35-40 Мвт), рассчитанная на темп-ру газа перед турбиной 700-770°С; серийная паровая турбина (160 Мвт) - на параметры пара i3 Мн/м2 и 565/565°С; высоконапорный парогенератор производительностью 450 т/ч - на параметры пара 14 Мн/м2 и 570/570°С.
Лит. см. при статьяхГазовая турбина, Передвижная электростанция.
В. А. Прокудин.
ГАЗОТУРБИННОЕ ТОПЛИВО, углеводородные газы или жидкое нефтяное топливо, используемые в газовых турбинах. Газообразное Г. т. (природные газы) применяют гл. обр. в газотурбинных установках, работающих на станциях перекачки газов магистральных газопроводов; жидкие Г. т.- в транспортных (автомобильных, тепловозных, судовых) и крупных стационарных газовых турбинах. К нефтяным Г. т. относятся дистилляты, получаемые при перегонке нефти, переработке продуктов крекинга, дистилляты замедленного коксования мазутов и др. продукты вторичной переработки нефти. Осн. требования, предъявляемые к Г.т.,- низкое содержание ванадия (2-6)*10-4% и малая зольность. В Г. т. добавляют присадки, снижающие коррозию лопаток, отложение нагаров и золы. Пром-сть СССР выпускает два вида Г. т.: с tзаст -5°С (для локомотивных газотурбинных двигателей) и -12°С (для др. транспортных и стационарных газовых турбин). Н. Г. Пучков.
ГАЗОТУРБИННЫЙ АВТОМОБИЛЬ, автомобиль, оборудованный газотурбинным двигателем. Преимущества силовой установки Г, а.- малая масса, небольшие размеры, отсутствие специального жидкостного или воздушного охлаждения, ди-намич. уравновешенность, быстрый запуск при низких темп-pax воздуха, возможность использования различных видов жидкого и газообразного топлива, незначит. токсичность отработавших газов, высокие тяговые качества и простота конструкции.
Работы по созданию Г. а. (предназначаемых гл. обр. для эксплуатации в местностях с низкими среднегодовыми темп-рами, а также в качестве тягачей большегрузных автопоездов, многоместных автобусов и тяжёлых самосвалов) находятся в стадии эксперимента как в СССР, так и за рубежом (концерны"Форд", "Дженерал моторе" и "Интернэшонал" в США, фирма "Лейленд" в Великобритании). Первый экспериментальный Г. а. в СССР создан в 1958.
Лит.: Газотурбинные автомобили за рубежом (обзор), М., 1966. А. А. Душкевич.
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (ГТД), тепловой двигатель, в к-ром газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механич. работу на валу газовой турбины. Рабочий процесс ГТД может осуществляться с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении или с прерывистым сгоранием топлива при постоянном объёме.
В 1791 англ. изобретатель Дж. Барбер впервые предложил идею создания ГТД с газогенератором, поршневым компрессором, камерой сгорания и газовой турбиной. Рус. инж. П. Д. Кузьминский в 1892 разработал проект, а в 1900 построил ГТД со сгоранием топлива при постоянном давлении, предназначенный для небольшого катера. В этом ГТД была применена многоступенчатая газовая турбина. Испытания не были завершены из-за смерти Кузьминского. В 19GO-04 нем. инж. Ф. Штольце пытался создать ГТД, но неудачно. В 1906 франц. инж. Р. Ар-манго и Ш. Лемаль построили ГТД, работавший на керосине, со сгоранием топлива при постоянном давлении, но из-за низкого кпд он не получил пром. применения. В 1906 рус. инж. В. В. Кара-водин спроектировал, а в 1908 построил бескомпрессорный ГТД с 4 камерами прерывистого сгорания и газовой турбиной, к-рый при 10 000 об/мин развивал мощность 1,2 квт (1,6 л. с.). В 1908 по проекту нем. инж. X. Хольцварта был построен ГТД прерывистого горения. К 1933 кпд ГТД с прерывистым горением составлял 24%, однако они не нашли широкого пром. применения. В России в 1909 инж. Н. В. Герасимов получил патент на ГТД, к-рый был использован им для создания реактивной тяги (турбореактивный ГТД); в 1913 М. Н. Никольской спроектировал ГТД мощностью 120 квт (160 л.с.) с трёхступенчатой газовой турбиной; в 1923 В. И. Базаров предложил схему ГТД, близкую к схемам совр. турбовинтовых двигателей; в 1930 В. В. Уваров при участии Н. Р. Брилинга спроектировал, а в 1936 построил ГТД с центробежным компрессором. В 30-е гг. большой вклад в создание авиац. ГТД внесли сов. конструктор А. М. Люлька (ныне акад. АН СССР), англ, изобретатель Ф. Уиттл, нем. инж. Л. Франц и др. В 1939 в Швейцарии был построен и испытан ГТД мощностью 4000 кет (5400 л. с.). Его создателем был словацкий учёный А. Стодола. В 1939 в Харькове, в лаборатории, руководимой В. М. Маковским, изготовлен ГТД мощностью 736 квт (1000 л. с.). В качестве топлива использован газ, получаемый при подземной газификации угля. Испытания этого ГТД в Горловке были прерваны Великой Отечественной войной. Большой вклад в развитие и совершенствование ГТД внесли сов. учёные и конструкторы: А. Г. Ивченко, В. Я. Климов, Н. Д. Кузнецов, И. И. Кулагин, Т. М. Мелькумов, А. А. Мику-лин, Б. С. Стечкин, С. К. Туманский, Я. И. Шнеэ, Л. А. Шубенко-Шубин и др. За рубежом в 40-е гг. над созданием ГТД работали фирмы "Юнкере", "БМВ" (Германия), "Бристол Сидли", "Роллс-Ройс" (Великобритания), "Дженерал электрик" и "Дженерал моторе" (США), "Рато" (Франция) и др.
Наибольшее пром. применение получили ГТД с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении, В таком ГТД (рис. 1) сжатый атм. воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, к-рое, сгорая, нагревает воздух; затем в газовой турбине энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механич. работу, большая часть к-рой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передаётся на приводимый агрегат. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТД.
Полезная работа Lе, отнесённая к 1 кг рабочего тела, равна разности между работой Lт, развиваемой турбиной при расширении в ней газа, и работой LK, расходуемой компрессором на сжатие в нём воздуха. Графически рабочий цикл ГТД может быть представлен в РV-диаграмме, где Р - давление, V - объём (рис. 2). Чем выше кпд компрессора и турбины, тем меньше LK и больше ZT, т. е. полезная работа увеличивается. Повышение темп-ры газа перед турбиной также способствует росту полезной работы L1, (линия 3'4' на рис. 2). Экономичность ГТД характеризуется его эффективным кпд, к-рый представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, затраченного на создание этой работы.
В совр. ГТД кпд компрессоров и турбин соответственно составляет 0,88-0,9 и 0,9-0,92. Темп-pa газа перед турбиной в транспортных и стационарных ГТД составляет 1100-1200 К, а в авиационных достигает 1600 К. Достижение таких темп-р стало возможным благодаря изготовлению деталей ГТД из жаропрочных материалов и применению охлаждения его элементов. При достигнутом совершенстве проточной части и темп-ре газов 1000 К кпд двигателя, работающего по простейшей схеме, не превышает 25%. Для повышения кпд тепло, содержащееся в выходящем из турбины газе, используется в рабочем цикле ГТД для подогрева сжатого воздуха, поступающего в камеру сгорания. Теплообмен между отходящими газами и сжатым воздухом, поступающим в камеру сгорания, происходит в регенеративных теплообменниках, а рабочий процесс ГТД, в к-ром утилизируется тепло выходящих из турбины газов, наз. регенеративным. Повышению кпд способствуют также подогрев газа в процессе его расширения в турбине, совместно с использованием тепла выходящих газов, и охлаждение воздуха в процессе его сжатия в компрессоре (рис. 3). При этом полезная работа возрастает благодаря увеличению работы Lm, развиваемой турбиной, и уменьшению работы Lk, потребляемой компрессором. Схема такого ГТД в 30-е гг. была предложена сов. учёным Г. И. Зотиковым. Компрессор и турбина низкого давления находятся на одном валу, который не связан с валом привода, напр., генератора, гребного винта. Их частота вращения может изменяться в зависимости от режима работы, что существенно улучшает экономичность ГТД при частичных нагрузках.
Рис. 3. Схема газотурбинного двигателя с регенерацией тепла, охлаждением воздуха в процессе сжатия и подогревом газа в процессе расширения: 1 - пусковой двигатель: 2, 3, 4 - компрессоры низкого, среднего и высокого давления; 5- камера сгорания; б, 7- турбины высокого и низкого давления; 8- регенератор; 9- охладитель воздуха.
ГТД могут работать на газообразном топливе (природном газе, попутных и побочных горючих газах, газогенераторных газах, газах доменных и сажевых печей и подземной газификации); на жидком топливе (керосине, газойле, дизельном топливе, мазуте); твёрдом топливе (угольной и торфяной пыли). Тяжёлые жидкие и твёрдые топлива находят применение в ГТД, работающих по полузамкнутому и замкнутому циклу (рис. 4). В ГТД замкнутого цикла рабочее тело после совершения работы в турбине не выбрасывается, а участвует в следующем цикле. Такие ГТД позволяют увеличивать единичную мощность и использовать в них ядерное топливо. ГТД нашли широкое применение в авиации (см. Авиационный двигатель) в качестве осн. двигателей силовых установок самолётов, вертолётов, беспилотных летательных аппаратов и т. п. ГТД используют на тепловых электростанциях для привода электрогенераторов; на передвижных электростанциях, напр. в энергопоездах; для привода компрессоров (воздушных и газовых) с одновременной выработкой электрич. и тепловой энергии в нефтяной, газовой, металлургич. и химич. промышленности; в качестве тяговых двигателей газотурбовозов, автобусов, легковых и грузовых автомобилей, гусеничных тракторов, танков; как силовые установки кораблей, катеров, подводных лодок и для привода вспомогат. машин и механизмов (лебёдок, насосов и др.); на объектах военной техники в качестве энергетич. и тяговых силовых установок. Область применения ГТД расширяется. В 1956 мощность ГТД во всём мире составила 900 Мвт, к 1958 она превысила 2000 Мвт, а к нач. 1968 достигла 40 000 Мвт (без авиации и военной техники). Наибольшая единичная мощность выпускаемых в СССР ГТД составляет 100 Мвт (1969). Достигнутый эффективный кпд двигателей - 35%.
Рис. 4. Схема газотурбинного двигателя, работающего по замкнутому циклу: 1 - поверхностный нагреватель; 2 - турбина; 3 - компрессор; 4- охладитель; 5 - регенератор; 6- аккумулятор воздуха; 7- вспомогательный компрессор.
Развитие ГТД идёт по пути совершенствования его элементов (компрессора, турбины, камеры сгорания, теплообменников и др.), повышения темп-ры и давления газа перед турбиной, а также применения комбинированных силовых установок с паровыми турбинами и свободнопорш-невыми генераторами газа. Эксплуатация таких установок в стационарной энергетике и на транспорте показала, что при утилизации тепла отходящих газов и высоком совершенстве основных элементов их эффективный кпд достигает 42-45% .
Лит.: Бикчентай Р. Н., Лопоян Г. С., Поршаков Б. П., Применение газотурбинных установок в промышленности, М., 1959; Уваров В. В. и Чернобровкин А. П., Газовые турбины, М., 1960; Шнеэ Я. И., Газовые турбины, М., 1960; Основы проектирования и характеристики газотурбинных двигателей, [пер. с англ.], М., 1964; Газотурбинные установки. Атлас конструкций и схем, М., 1967; Simmons С. R., Gas turbine manual, L., 1968.
См. также лит. при ст. Авиационная газовая турбина. С. 3. Копелев.
ГАЗОТУРБОВОЗ, локомотив с газотурбинным двигателем (ГТД) или комбиниров. двигателем, свободнопоршневым генератором газа (СПГГ), соединённым с газовой турбиной. Почти все существующие Г. имеют одновальную газотурбинную установку открытого цикла с электрич. передачей (рис. 1).
Г. появились впервые в США в 1948, в 1969 на ж. д. Юнион Пасифик эксплуатировалось до 50 Г. с ГДТ мощностью 3300 квт (4500 л.с.) и 6300 квт (8500л. с.). Отд. Г. были изготовлены также в Великобритании, Швеции, Швейцарии и Чехословакии. Первые советские Г. находятся в эксплуатации с 1965.
Силовая установка Г. с электрич. передачей состоит из газовой турбины, компрессора, генератора постоянного тока и тяговых электродвигателей. Генератор обеспечивает питание электрич. энергией тяговых электродвигателей, устанавливаемых обычно по одному на каждую движущую ось локомотива.
Рис. 3. Расположение силового оборудования газотурбовоза Г1-01: 1- компрессор; 2- турбина: 3- камеры сгорания; 4- редуктор; 5- главные генераторы; 6- вспомогательный дизель; 7- высоковольтные камеры; 8- холодильник газотурбинного двигателя; 9- топливный бак; 10- тормозной компрессор.
Вид передачи мощности от вала газовой турбины к движущим колёсам Г. определяется типом ГТД и его назначением. При одновальном ГТД применяется
Рис. 1. Схема одновальной газотурбинной установки открытого цикла: 1-воздушный компрессор; 2- газовая туобнна; 3- камера сгорания; 4- атмосферный воздух; 5- отработавшие газы) 6- топливо.
электрич. передача тепловозного типа; т. н. жёсткие передачи, использование к-рых возможно в Г. при многовальном двигателе, бывают механические (гл. редуктор, карданы, осевые редукторы) или электрические переменного тока (синхронные генераторы, асинхронные короткозамкнутые двигатели). На Г. имеется также пусковая установка, обычно дизельная - 150-240 квт (200- 300 л. с.). Её осн. назначение - довести скорость вращения генератора до величины, при к-рой компрессор начинает подавать воздух в камеру сгорания. Кроме того, эта установка передвигает локомотив, когда он следует без состава, и питает ряд вспомогат. агрегатов. Газотурбинная установка Г. обычно работает на тяжёлом жидком топливе или газе.
Г. имеют ряд преимуществ не только перед паровозами, но по нек-рым показателям и перед тепловозами. Так, удельная масса Г., т. е. масса на единицу мощности, составляет ок. 50% массы паровоза и 75% массы тепловоза; компактность газотурбинной установки позволяет уменьшить длину локомотива примерно в 2 раза по сравнению с тепловозом равной мощности; силовая установка Г. не требует водоснабжения; простота конструкции газотурбинного агрегата обеспечивает надёжность и бесперебойность его работы, облегчает обслуживание и текущий ремонт. Управление Г. сводится к регулированию подачи горючего в камеру сгорания. Надлежащий режим элект-рич. передачи обеспечивается автоматически.
Г. Коломенского тепловозостроит. з-да Г1-01 (рис. 2 и 3) отличается высокой надёжностью ГТД, простотой ухода и ремонта, возможностью работы на тяжёлом топливе.
Развитие газотурбовозостроения пока не вышло из опытной стадии, гл. обр. из-за сравнительно невысокого кпд (примерно в 2 раза ниже кпд тепловоза). Ведутся работы над повышением кпд Г. Напр., Луганским тепловозостроит. з-дом построен опытный Г. с СПГГ мощностью 2200 квт (3000 л. с.). Силовая установка состоит из 4 электрич. генераторов, работающих на одну газовую турбину, гид-ромеханич. передачи и вспомогат. оборудования. Подобные опытные Г. созданы также во Франции и Швеции. Кпд таких Г. может достигать 30-32%.
Лит.: Белоконь Н. И., Газотурбинные локомотивы, "Железнодорожный транспорт", 1955, N° 4; Локомотивные газотурбинные установки, М., 1962; Бартош Е. Т., Газотурбовозы, М., 1963; Вопросы создания мощных газотурбинных локомотивов. [Сб. ст.], М., 1966. Е. Т. Бартош.
ГАЗОУБЕЖИЩЕ, специальное защитное сооружение или помещение, предназначенное для противохимич. защиты людей. После 2-й мировой войны 1939-45 подобные сооружения стали называть убежищами. Термин "Г." из употребления вышел.
ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА, служит для разделения смеси лёгких углеводородов на индивидуальные, или технически чистые, вещества.
Г. у. входит в состав газобензиновых, газоперерабатьшающих, нефтехимич. и химич. з-дов. Мощность Г. у. достигает 750 тыс. т сырья в год. Для переработки на Г. у. поступает сырьё - газовые бензины, получаемые из природных и нефте-заводских газов, продукты стабилизации нефтей, газы пиролиза и крекинга. В состав сырья входят в основном углеводороды, содержащие от 1 до 8 атомов углерода в молекуле. Разделение смесей углеводородов осуществляется ректификацией в колонных аппаратах.
Схема разделения газового бензина в Г. у. включает предварит, нагрев в теплообменнике газового бензина и подачу его в пропановую колонну (рис.). Из верхней части колонны отводятся пары пропана, к-рые конденсируются в конденсаторе-холодильнике и поступают в ёмкость орошения. Часть пропана возвращается на верх колонны как орошение, а избыток отводится в виде готового продукта. Жидкость с низа колонны после подогрева поступает для дальнейшего разделения по такой же схеме в следующую колонну, где из неё выделяется в виде верхнего продукта смесь бутанов, а из нижней части отводится бензин. Аналогичным образом производится разделение бутанов на изобутан и нормальный бутан, а бензина-на изопентан, нормальный пен-тан, гексаны и т. д. Примерное содержание чистого вещества (в % ) в товарном продукте того же наименования при переработке газового бензина: пропан 96; изобутан 95; нормальный бутан 96; изопентан 95; стабильный бензин 74. Совершенствование технологич. схемы Г. у. направлено на снижение энергетич. и капитальных затрат, автоматизацию контроля и управления проце |
