Александр Горкин.

Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями)

(страница 15 из 86)

скачать книгу бесплатно

   В зависимости от типа обрабатываемых в порту судов или рода груза портовая гавань может быть пассажирской, каботажной, лесной, угольной, нефтяной. Вследствие повышенной экологической и пожароопасности, токсичности и взрывоопасности нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидких грузов акватория нефтегавани отделяется от остальной внутренней акватории разного рода ограждениями для устранения возможности распространения нефти в прилегающие зоны. При наличии течений нефтегавань располагают таким образом, чтобы разлившаяся нефть не поступила в основные районы порта, в прилегающие зоны отдыха, другие важные участки побережья и акватории. По названным причинам часто нефтегавань выносят за пределы акватории порта и создают изолированный порт-спутник. Примером современных нефтегаваней могут служить изолированная нефтегавань порта Марсель, расположенная в 30 км от основного порта, нефтегавань порта Дюнкерк, рассчитанная на заход танкеров дедвейтом 500 тыс. т и оборудованная системой заграждений, устраняющих опасность разлива нефти, и др.
   Гавань в Барселоне, Испания

   ГАГÁРИН Юрий Алексеевич (1934–1968), лётчик-космонавт СССР. Впервые в мире 12 апреля 1961 г. совершил орбитальный полёт вокруг Земли на космическом корабле «Восток» продолжительностью 1 ч 48 мин и успешно приземлился с использованием парашютной системы на территории Саратовской области. После полёта Гагарин непрерывно совершенствовал своё мастерство как лётчик-космонавт, а также участвовал в обучении и тренировке экипажей космонавтов, руководил полётами космических кораблей. Трагически погиб в авиационной катастрофе во время тренировочного полёта вместе с полковником В. С. Серёгиным. Похоронен на Красной площади, у Кремлёвской стены.
   Ю.А. Гагарин

   ГÁЕЧНЫЙ КЛЮЧ, ручной инструмент для завинчивания и отвинчивания болтов, винтов, гаек и других деталей. Состоит из зева или контурного выступа для захвата деталей и рукоятки. Бывают гаечные ключи простые одно – и двухсторонние, велосипедные, кольцевые, трубчатые, торцевые, разводные. Ключи гаечные разводные – незаменимый инструмент в каждом доме; вместе с трубными ключами их часто используют при сантехнических работах. Размеры зева простых, кольцевых и трубчатых гаечных ключей от 6 до 32 мм, торцевых – от 9 до 22 мм.
   Разводной гаечный ключ

   ГАЗГÓЛЬДЕР, стационарное стальное сооружение, предназначенное для приёма, хранения и подачи газа в распределительные газопроводы или в установки для его переработки. Используют также для смешения различных газов, измерения их количества. Бывают газгольдеры переменного объёма (не занятый газом объём заполняется водой) и постоянного объёма, сферические или цилиндрические. Газ в газгольдерах хранится под давлением до 1.8 МПа. Газгольдеры переменного объёма имеют вместимость до 100 тыс.
мі, постоянного объёма – от 50—270 мі (сферические) до 300—4000 мі (цилиндрические). Газгольдеры постоянного объёма располагаются обычно на поверхности земли и соединяются между собой трубопроводами, образуя батареи ёмкостью 20–30 тыс. мі.
   а)
   б)
   Газгольдеры высокого давления:
   а – цилиндрический; б – шаровой

   ГАЗЛИ́ФТ (эрлифт), устройство для подъёма из скважин жидкостей (нефти, воды, различных растворов) за счёт энергии газа или воздуха, подаваемых в скважину под давлением. Сжатый газ (или воздух) может подаваться в скважину компрессором или поступать из газоносного пласта высокого давления. В скважине газ смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную эмульсию, которая по отдельной трубе поднимается на поверхность. Пузырьки газа (воздуха), поднимаясь вверх, расширяются и увеличивают скорость движения газожидкостной смеси. На поверхности смесь разделяется (сепарируется) на жидкую и газообразную фазы. Газлифтом можно подавать воду на высоту до 200 м, нефть – на 1000 м. Эрлифтные системы широко применяют при строительстве вертикального дренажа. Устаревшее название газлифта – мамут-насос.

   ГАЗОБЕТÓН, то же, что пенобетон.

   ГÁЗОВАЯ СВÁРКА, соединение деталей с нагревом (плавлением) мест сварки газовым пламенем, получаемым при сжигании различных горючих веществ в кислороде. Различают водородно-кислородную, бензино-кислородную, ацетилено-кислородную и другие виды сварки. Наибольшее промышленное применение получила ацетилено-кислородная сварка. В отличие от электрической дуги или других источников энергии, газовое пламя нагревает материал медленнее и более плавно. Это определяет целесообразность применения газовой сварки для соединения деталей из чугуна, инструментальных сталей, когда нужны подогрев или медленное охлаждение в процессе соединения металла. Для газовой сварки не требуется сложного оборудования (используются сварочные горелки и газ из баллона), поэтому этот способ сварки часто применяется при ремонтных работах. Разновидностью газовой сварки является газопрессовая сварка, производимая с осадкой (сдавливанием) после нагрева соединяемых частей – труб, рельсов и т. п.
   Сварочная горелка для газовой сварки:
   1 – кислород; 2 – горючий газ; 3 – регулятор подачи кислорода; 4 – регулятор подачи горючего газа

   ГÁЗОВАЯ ТУРБИ́НА, турбина, в лопаточном аппарате которой энергия сжатого и нагретого газа (обычно продуктов сгорания топлива) преобразуется в механическую работу на валу. Нагревание сжатого газа может осуществляться в камере сгорания, ядерном реакторе и др.
   Конструктивно газовая турбина представляет собой ряд последовательно расположенных неподвижных лопаточных венцов соплового аппарата и вращающихся венцов рабочего колеса. Поток газа, действуя на рабочие лопатки, создаёт крутящий момент на валу турбины. При этом абсолютная скорость газа уменьшается. Чем меньше эта скорость, тем большая часть энергии газа преобразуется в механическую работу на валу турбины. Сопловой аппарат в сочетании с рабочим колесом составляет ступень турбины. По направлению газового потока различают осевые (наиболее распространены) и радиальные турбины. В осевых турбинах поток движется вдоль оси турбины, в радиальных – перпендикулярно ей. Радиальные турбины могут быть центростремительными и центробежными.
   Газовые турбины бывают одноступенчатые и многоступенчатые. Число ступеней определяется назначением турбины, её конструктивной схемой, мощностью, развиваемой одной ступенью, а также рабочим перепадом давления. Процесс преобразования энергии в многоступенчатой турбине состоит из ряда последовательных процессов в отдельных ступенях. По способу использования располагаемого теплоперепада различают активные турбины, в рабочем колесе которых происходит только поворот потока без изменения давления, и реактивные турбины, в которых давление уменьшается как в сопловых аппаратах, так и на рабочих лопатках. Рабочие лопатки воспринимают усилия, возникающие как вследствие изменения направления скорости газа, обтекающего их (активное действие потока), так и в результате ускорения потока газа при его относительном движении в межлопаточных каналах (реактивное действие потока). Практически все газовые турбины – многоступенчатые. Газовые турбины входят в состав газотурбинных двигателей (авиационных, автомобильных и др.).
   Схема газотурбинного двигателя:
   1 – воздух; 2 – диффузор; 3 – входной патрубок; 4 – теплообменник; 5 – сжатый и подогретый воздух; 6 – продукты сгорания; 7 – рабочие лопатки; 8 – направляющий сопловой аппарат; 9 – отводной патрубок газовой турбины; 10 – рабочее колесо газовой турбины; 11 – газовая турбина; 12 – вал; 13 – редуктор; 14 – выходной вал; 15 – форсунки; 16 – топливо; 17 – рабочее колесо компрессора; 18 – центробежный компрессор

   ГÁЗОВЫЙ ДВИ́ГАТЕЛЬ, двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе (сжатый природный, генераторный, доменный и другие газы). Различают газовые двигатели с искровым зажиганием или с воспламенением смеси запальным жидким топливом (газодизель). В металлургической промышленности для привода воздуходувок используются газовые двигатели, работающие на доменном газе. В нефтяной и газовой промышленности для привода нефте – и газоперекачивающих установок используют газовые двигатели, работающие на природном газе. Газовые двигатели, работающие на сжиженном газе (газожидкостные двигатели), применяют в тех случаях, когда важно обеспечить безвредность и бездымность выхлопных газов, напр. при работе автомобилей, городских автобусов, автопогрузчиков и тягачей в складских и подземных помещениях и т. п. Преимущества газовых двигателей перед жидкотопливными: значительно меньший износ основных деталей благодаря более совершенному смесеобразованию и сгоранию; отсутствие в выхлопных газах вредных примесей; возможность применения более высокой степени сжатия, чем в двигателях, работающих на бензине. Наиболее распространены газовые двигатели, работающие по циклу дизеля.

   ГАЗОРАЗРЯ́ДНЫЕ ИСТÓЧНИКИ СВÉТА, электровакуумные приборы, генерирующие оптическое излучение в результате электрического разряда в газах, парах вещества или их смесях. Газоразрядные источники света имеют оболочку из тугоплавкого стекла, кварцевого стекла, сапфира или другого прозрачного для света материала. В оболочку герметично впаяны металлические электроды, между которыми происходит электрический разряд. Оболочка наполнена обычно инертным газом (ксеноном, криптоном, аргоном, неоном), иногда с добавками металла (напр., ртути, натрия, калия) или другого вещества (напр., галогенидов натрия, таллия, индия), испаряющихся при возникновении разряда. В отличие от обычных ламп накаливания, газоразрядные лампы имеют широкий оптический диапазон (от долей до единиц микрона), излучение может генерироваться непрерывно во времени либо в виде отдельных световых вспышек длительностью от 0.1 мкс до 10 мс, повторяющихся с частотой до нескольких килогерц.
   Практическое использование электрического разряда для освещения началось с изобретением в 1876 г. российским электротехником П. Н. Яблочковым дуговой угольной лампы (электрическая дуга горела между концами угольных электродов). К кон. 2000 г. создано большое число разнообразных газоразрядных источников света, различающихся составом газа (или паров), рабочим давлением, типом разряда (дуговой, тлеющий, импульсный, высокочастотный), материалом и формой оболочки. Преимущественное распространение получили импульсные лампы, дуговые лампы (ксеноновые, ртутные, натриевые), безэлектродные высокочастотные лампы.
   Дуговые ксеноновые лампы трубчатой или шаровой формы выпускаются мощностью от 75 Вт до 50 кВт, имеют световую отдачу от 20 до 50 лм/Вт и спектр излучения, близкий к солнечному в видимой области. Применяются для освещения площадей, стадионов, карьеров и т. п., имитации солнечного излучения (напр., в теплицах), а также в светокопировальных, фотолитографических устройствах и кинопроекционных аппаратах.
   Дуговые ртутные лампы имеют трубчатую или шаровую форму, мощность 100—1000 Вт, световую отдачу 45–55 лм/Вт, повышенную (по сравнению с ксеноновыми лампами) долю излучения в ультрафиолетовой области спектра. Применяются в медицинских и сельскохозяйственных приборах и устройствах, в светокопировальных аппаратах и фотолитографии. Натриевые лампы бывают с низким и высоким давлением газа в колбе. Лампы низкого давления (до 2·103 Па) выпускаются мощностью 45—200 Вт при световой отдаче до 100 лм/Вт и более; излучают практически чисто-жёлтый свет, обеспечивая хорошую видимость при низких уровнях освещённости; срок службы 5–7 тыс. ч. Применяются для световой сигнализации. Лампы высокого давления (до 5·103 Па) имеют световую отдачу 75—140 лм/Вт, мощность 100—1000 Вт; дают золотисто-белый свет; срок службы 15–20 тыс. ч. Применяются в основном для освещения дорог, тоннелей, аэродромов и т. п.
   Безэлектродные высокочастотные лампы выпускаются мощностью до 10 кВт; возбуждаются электромагнитным полем с частотой 5—27 МГц. Применяются в печах радиационного нагрева, сушильных камерах, фотолитографических установках и др.
   Импульсные лампы с ксеноновым наполнением обеспечивают энергию разряда от единиц до десятков килоджоулей, среднюю мощность до нескольких киловатт и световую отдачу 15–60 лм/Вт. Применяются для накачки лазеров, в импульсных фотовспышках, а также для световой сигнализации, оптической локации и т. д.

   ГАЗОРАЗРЯ́ДНЫЕ ПРИБÓРЫ (ионные приборы), электровакуумные приборы, действие которых основано на использовании явления газового разряда – совокупности электрических, оптических и тепловых явлений, сопровождающих прохождение электрического тока через инертные газы, водород или пары металла (ртути). Возникающие при этом электрические разряды сопровождаются излучением света (свечением), характерного для данного газа или пара спектрального состава.
   Простейший газоразрядный прибор представляет собой диод (с накалённым или холодным катодом) со стеклянным или керамическим баллоном, заполненный разреженным газом или парами ртути. При подаче напряжения на электроды эмитируемые катодом электроны устремляются к аноду. Сталкиваясь с атомами (или молекулами) газа, заполняющего баллон, они отдают им свою энергию. При определённом значении напряжения энергия электронов оказывается достаточной для ионизации атомов газа. В результате между электродами возникает газовый разряд – дуговой, тлеющий, искровой или коронный. Свойства разряда зависят от давления газа, типа катода, конструкции прибора, силы пропускаемого тока.
   Газовый разрядник

   Газоразрядные приборы разделяются на приборы тлеющего разряда, дугового разряда, гл. обр. с накаливаемым катодом, искрового разряда, коронного разряда, газоразрядные источники света, газовые лазеры и т. д. Газоразрядные приборы тлеющего разряда (декатроны, тиратроны, цифровые индикаторные лампы, матричные индикаторные панели и др.) наполняются смесью инертных газов. Быстродействие таких приборов не превышает сотен микросекунд (рабочая частота – десятков килогерц). Используются для стабилизации напряжения, коммутации в слаботочных цепях, в качестве индикаторов и т. д. Газоразрядные приборы искрового разряда (искровые разрядники) построены на использовании кратковременного дугового или тлеющего разряда (электрической искры), возникающего в среде между однотипными ненакаленными электродами. Используются для защиты различных радиоустройств или линий связи от перенапряжений, вызванных, напр., грозовыми разрядами. В газоразрядных приборах коронного разряда (стабилитронах и др.) ионизация возникает лишь вблизи анода. Газоразрядные приборы несамостоятельного дугового разряда (газотроны, тиратроны, таситроны) наполняют инертными газами или водородом, имеют накаливаемый катод. В газоразрядных приборах самостоятельного дугового разряда применяется жидкометаллический катод (игнитроны, ртутные вентили, экситроны) или самокалящийся катод (аркотроны). Приборы дугового разряда имеют ограниченное применение (напр., в качестве коммутаторов тока в импульсных схемах, в качестве вентилей в выпрямителях). В значительной степени они вытеснены полупроводниковыми приборами. Широкое распространение получили газоразрядные источники света со строго определённым спектральным составом излучения. Они могут давать видимое или ультрафиолетовое излучение. Свечение газа тлеющего разряда используется в декатронах, цифровых индикаторных лампах и матричных индикаторных панелях. Газовые лазеры (атомарные, ионные, молекулярные) являются источниками когерентных электромагнитных колебаний светового диапазона.

   ГАЗОРАСПРЕДЕЛИ́ТЕЛЬНАЯ СТÁНЦИЯ, комплекс установок и оборудования, предназначенных для регулирования давления газа (до уровня, безопасного для потребления) и распределения его по объектам (потребителям). По назначению различают газораспределительные станции, сооружаемые обычно на конечных пунктах магистральных газопроводов; промысловые, которые служат для обработки газа на промыслах, а также для снабжения близлежащих к промыслу населённых пунктов; контрольно-распределительные и газорегуляторные. Управление работой газораспределительных станций, как правило, автоматизировано. В комплекс установок станции входят блоки очистки газа, устройства, предотвращающие появление влаги, аппаратура автоматического измерения расхода и регулирования давления газа, защиты от недопустимого повышения давления. На газораспределительных станциях проводится также одоризация газа, т. е. вводятся добавки сильно пахнущих веществ для облегчения определения утечек газа.

   ГАЗОТРÓН, двухэлектродный газоразрядный прибор с несамостоятельным дуговым или тлеющим разрядом, наполненный инертным газом, парами ртути или водородом. Используется гл. обр. в качестве вентиля в высоковольтных выпрямителях.

   ГАЗОТУРБИ́ННАЯ ЭЛЕКТРОСТÁНЦИЯ, тепловая электростанция, в которой для привода электрического генератора применяется газовая турбина. Используются в качестве основного источника электроэнергии на местах новых разработок месторождений полезных ископаемых, особенно нефтяных месторождений, где газотурбинные электростанции могут работать на природном газе. Особенно эффективна работа газотурбинных электростанций для покрытия пиковых нагрузок (напр., вечерних, когда одновременно включаются освещение и бытовые электроприборы), что обеспечивается малым временем запуска газовых турбин.

   ГАЗОТУРБОВÓЗ, локомотив, на котором в качестве первичного двигателя используется газотурбинная установка. В силовую схему установки обычно входит газовая турбина с компрессором и камерой сгорания, электрический генератор (постоянного или переменного тока), тяговые электродвигатели (обычно по одному на каждую движущую ось локомотива). Такая силовая схема обеспечивает хорошее трогание локомотива с места и необходимые тяговые усилия при движении. Возможны и другие схемы, в т. ч. с дополнительными турбинами, механической и гидромеханической передачами. Впервые газотурбинная установка для создания тяги на локомотиве применена в США в 1948 г.; к 1970 г. в эксплуатации находилось ок. 50 газотурбовозов (для сравнения – в Великобритании, Швеции, Швейцарии и Чехословакии эксплуатировались лишь отдельные экземпляры). В России первые опытные газотурбовозы созданы в кон. 1950-х гг. С 1965 г. в эксплуатации находятся один грузовой и два пассажирских локомотива с газотурбинными двигателями. Расширение выпуска газотурбовозов сдерживается во всех странах гл. обр. из-за сравнительно низкого кпд (примерно в 2 раза меньше, чем у тепловоза).

   ГАЗОХРАНИ́ЛИЩЕ, природная или создаваемая искусственно ёмкость, предназначенная для хранения больших объёмов газа и регулирования его подачи к местам потребления. Сооружается вблизи трасс магистральных трубопроводов и объектов газоснабжения. Различают наземные хранилища – газгольдеры (для хранения избыточного газа в период его минимального потребления, напр. в ночное время суток); подземные хранилища, в которых возможно накопление до сотен млн. мі газа и более, позволяющие регулировать сезонное поступление газа к потребителям. Для покрытия пиковых нагрузок сооружают изотермические хранилища сжиженного газа. Природные газохранилища создаются гл. обр. в истощённых газовых и нефтяных месторождениях, водоносных пластах или залежах негорючих газов. В систему инженерных сооружений таких газохранилищ входят скважины для закачки и отбора газа, компрессорные станции, сеть газопроводов, установки охлаждения, очистки, осушки газа (сепараторы, фильтры, адсорберы и т. п.). Первое в мире подземное газохранилище построено в 1915 г. в Канаде. Первое в России хранилище газа в промышленных масштабах сооружено в Гатчине в 1963 г.

   ГÁЗЫ ПРИРÓДНЫЕ, совокупность газовых компонентов, встречающихся в различных состояниях: свободном (гл. обр. в атмосфере Земли, в пористых и трещиноватых горных породах), растворённом (в нефти, подземных водах) и твёрдом (в кристаллогидратах). По условиям распределения газов в природе различают: газы атмосферы – азот, кислород с примесями углекислого газа, водорода, озона, инертных газов и др.; газы осадочных пород (в нефти, каменном угле, смешанные, содержащие метан, водород, азот и др.); газы океанов и морей (биохимического и химического происхождения и др.); а также вулканические, космические, радиоактивные и др. По химическому составу выделяют три основные группы газов: углеводородные, углекислые, сероводородные. Особое свойство газов – большая способность к миграции, перемещению в свободном состоянии или растворёнными в воде, что обусловливает их лёгкое смешивание и широкое распространение в природе. Природные газы являются ценным сырьём для чёрной и цветной металлургии, химической промышленности (получение аммиака, спиртов, метана, пропана, ацетилена, этилена и т. п., для синтеза органических соединений в производстве каучука, пластмасс, резины, искусственного волокна и др.). Горючие газы, содержащие до 90 % углеводородов и обладающие высокой теплотой сгорания (до 32 МДж/мі), используются как высокоэффективные энергоносители для получения тепла.

   ГАЛОГÉННАЯ ЛÁМПА НАКÁЛИВАНИЯ, лампа накаливания, наполненная газовой смесью, в состав которой, кроме инертного газа (напр., ксенона), входят галогены (обычно йод или бром). При одинаковых с обычной лампой накаливания мощности и сроке службы имеет меньшие размеры, большую световую отдачу, лучшую стабильность светового потока и длительный срок службы. Широко применяется для общего и специального освещения (в прожекторах, автомобильных и самолётных фарах, кинопроекторах, копировальных аппаратах и др.).

   ГАЛЬВАНИ́ЧЕСКИЙ ЭЛЕМÉНТ, химический источник тока; устройство, вырабатывающее электрическую энергию в результате прямого преобразования химической энергии окислительно-восстановительных реакций. Первые гальванические элементы созданы в 19 в. (вольтов столб, 1800 г.; элемент Даниела – Якоби, 1836 г.; элемент Лекланше, 1865 г., и др.). До 60-х гг. 19 в. гальванические элементы были единственными источниками электрического тока для питания электрических приборов и для лабораторных исследований.
   Основу гальванического элемента составляют два электрода (один – содержащий окислитель, другой – восстановитель), помещаемые в электролит. Между электродами в электролите устанавливается разность потенциалов – электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. При замыкании внешней цепи между электродами восстановитель (напр., цинк) на отрицательном электроде окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи (создавая разрядный ток) к положительному электроду (напр., меди, оксиду металла), где участвуют в реакции восстановления окислителя.
   Различают гальванические элементы: одноразового использования (первичные элементы, или элементы), в которых вещества, образовавшиеся в процессе разряда, не могут быть превращены в исходные активные вещества; многоразового действия (аккумуляторы электрические), в которых такое превращение возможно; с непрерывной подачей реагентов к электродам (топливные элементы). Электродвижущая сила гальванических элементов от 1 до 1.6 В. Применяются в качестве источников электропитания незначительной мощности.
   Зеркальный гальванометр
   1 – осветитель; 2 – шкала; 3 – корпус гальванометра; 4 – зеркальце

   ГАЛЬВАНОПЛÁСТИКА, см. в ст. Гальванотехника.

   ГАЛЬВАНОСТÉГИЯ, см. в ст. Гальванотехника.

   ГАЛЬВАНОТÉХНИКА, область прикладной электрохимии, охватывающая процессы электролитического осаждения металлов на поверхность металлических и неметаллических изделий. Гальванотехника включает гальваностегию (получение на поверхности изделий прочно связанных с ней тонких металлических покрытий) и гальванопластику (получение легко отделяемых, относительно толстых, точных копий с различных предметов, т. н. матриц). Открытие и техническая разработка гальванотехники принадлежат Б. С. Якоби, о чём он доложил 5 октября 1838 г. на заседании Петербургской академии наук.


скачать книгу бесплатно


Поделиться ссылкой на выделенное