Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ГА)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 17 (всего у книги 65 страниц)
Газовый разряд
Га'зовый разря'д, совокупность электрических, оптических и тепловых явлений, сопровождающих прохождение электрического тока через газ. См. Электрический разряд в газах .
Газовый режим
Га'зовый режи'м шахты, распорядок, вводимый на шахтах (рудниках), опасных по выделению метана или водорода. Если шахта опасна не только по газу, но и по взрывчатой пыли, то вводится т. н. пыле-газовый режим.
К опасным по газу относятся шахты, в которых хотя бы один раз и на одном пласте было обнаружено присутствие метана. В зависимости от газообильности шахты разделяются на 4 категории (табл.).
Г. р. предусматривает выполнение организационно-технических мероприятий для предупреждения скопления газа до опасных пределов и появления источников воспламенения газа. Это достигается осуществлением интенсивной вентиляции выработок и дегазации полезных ископаемых и вмещающих пород; применением таких способов работ и механизмов, при которых скопление газа минимально; регулярным контролем содержания газа в воздухе горных выработок при помощи газоопределителей и аппаратуры автоматического контроля и аварийного оповещения. Вторая группа мероприятий состоит в том, чтобы не допускать в шахте открытого пламени, раскалённых предметов и искр (достигается применением предохранительных взрывчатых веществ, электрооборудования в специальном исполнении, соблюдением предохранительных мер при ведении горных работ и др.).
При разработке пластов, опасных по внезапным выбросам и суфлярным выделениям, при наличии слоевых скоплений метана Г. р. включает ряд дополнительных мероприятий. См. также Пылевой режим .
Категории шахт
| Показатели | Категории по газу | Сверхкатегорные | ||||
| I | II | III | ||||
| Угольные шахты | ||||||
| Количество метана, выделяющегося в сутки на 1т . среднесуточной добычи, м3 | 5 | от 5 до 10 | от 10 до 15 | Св. 15 или шахты, разрабатывающие пласты, опасные по выбросам угля и газа и суфлярным выделениям газа | ||
| Рудные и нерудные шахты | ||||||
| Количество горючих газов (метана, водорода), выделяющихся в сутки на 1м3 среднесуточной добычи, м3 | до 7 | от 7 до 14 | от 14 до 21 | 21 и выше или шахты, разрабатывающие пласты, опасные по выбросам угля и газа и суфлярным выделениям газа | ||
Примечание. При делении шахт на категории по газообильности 1м3 водорода
принимают равным 2м3 метана.
С. Я. Хейфи.
Газовый руль
Га'зовый руль, устройство для управления самолётами, ракетами, космическими кораблями и др. летательными аппаратами на тех участках полёта, где воздушные рули неэффективны. По конструкции Г. р. разнообразны: от пластин, изменяющих направление тяги газового потока, до сложного соплового аппарата. В самолётах вертикального взлёта и посадки (рис. ) Г. р. применяются на режимах взлёта и посадки (до выхода на горизонтальный полёт), в ракетах и космических кораблях – на начальных участках полёта и для управления в безвоздушном пространстве.
Самолёт вертикального взлёта и посадки (а), кабина космического корабля (б), ракета (в): 1 – газовый руль; 2 – генератор газа.
Газовый сепаратор
Га'зовый сепара'тор, аппарат для очистки продукции газовых и газоконденсатных скважин от капельной влаги и углеводородного конденсата, твёрдых частиц и др. примесей. Примеси затрудняют транспортировку газа и являются причиной коррозии трубопроводов, закупорки (частичной или полной) скважин, шлейфов и промыслового оборудования вследствие образования пробок гидратов или льда (см. Гидратообразование ). форма Г. с. цилиндрическая (горизонтальные и вертикальные).
Г. с., как правило, имеют сепарационные секции: основную сепарационную (для отделения большей части жидкости из газового потока); осадительную, в которой примеси отделяются под действием сил гравитации; окончательной очистки газа (от мельчайших капель жидкости); для сбора и предварительного отстоя жидкости. Г. с. разделяются по типу основного сепарационного устройства на гравитационные, циклонные (центробежные) и насадочные; по положению сборника жидкости – с выносным сборником и со сборником, находящимся в объёме Г. с. Принцип действия гравитационных Г. с. основан на снижении скорости газа в них до такой величины, при которой примеси оседают под действием силы тяжести и периодически сбрасываются по мере накопления. Гравитационные Г. с. просты по конструкции и изготовлению, надёжны в работе, однако очень громоздки, металлоёмки, и эффективность их составляет 70—85%. В циклонных Г. с. сепарация примесей происходит под действием центробежных сил. При равной с гравитационными эффективности циклонные Г. с. обладают большей пропускной способностью, менее металлоёмки и имеют меньшие габаритные размеры. Наиболее эффективными являются насадочные Г. с., в которых отделение жидкости осуществляется в основном под действием сил инерции.
Всё большее применение на отечественных газовых промыслах получают жалюзийные Г. с., позволяющие отделить жидкость в виде плёнки, что повышает эффективность жалюзийных сепараторов до 95—97%. См. также Газов очистка .
Лит.: Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, 2 изд., М., 1965.
Э. Б. Бухгалтер.
Газовый термометр
Га'зовый те'рмометр, прибор для измерения температуры, действие которого основано на зависимости давления или объёма идеального газа от температуры. Чаще всего применяют Г. т. постоянного объёма (рис. ), который представляет собой заполненный газом баллон 1 неизменного объёма, соединённый тонкой трубкой 2 с устройством 3 для измерения давления. В таком Г. т. изменение температуры газа в баллоне пропорционально изменению давления. Г. т. измеряют температуры в интервале от ~2К до 1300 К. Предельно достижимая точность Г. т. в зависимости от измеряемой температуры 3·10-3 – 2·10-2град. Г. т. такой высокой точности – сложное устройство; при измерении им температуры учитывают: отклонения свойств газа, заполняющего прибор, от свойств идеального газа; изменения объёма баллона с изменением температуры; наличие в газе примесей, особенно конденсирующихся; сорбцию и десорбцию газа стенками баллона; диффузию газа сквозь стенки, а также распределение температуры вдоль соединительной трубки.
Температурная шкала Г. т. совпадает С термодинамической температурной шкалой, и Г. т. применяется в качестве первичного термометрического прибора (см. Температурные шкалы ). При помощи Г. т. определены температуры постоянных точек (реперных точек) Международной практической температурной шкалы .
Лит.: Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954.
Д. Н. Астров.
Рис. к ст. Газовый термометр.
Газовый фактор
Га'зовый фа'ктор, отношение полученного из месторождения через скважину количества газа (в м3 ), приведённого к атмосферному давлению и температуре 20°С, к количеству добытой за то же время нефти (в т или м3 ) при том же давлении и температуре. Г. ф. зависит от соотношения газа и нефти в пласте, от физических и геологических свойств пласта, от характера и темпа эксплуатации, от давления в пласте и т.д. Г. ф. является важнейшим показателем расхода пластовой энергии и определения газовых ресурсов нефтяного месторождения.
Газовый якорь
Га'зовый я'корь, устройство для отделения свободного газа, содержащегося в перекачиваемой жидкости, с целью повышения кпд насоса. Широкое применение Г. я. нашёл в нефтяной промышленности при глубиннонасосной эксплуатации месторождений. Существует 7 основных типов Г. я., действие которых основано на повороте потока, разделении потока на части, объединении пузырей газа, перепаде давления и т. д.
Лит.: Адонин А. Н., Процессы глубиннонасосной нефтедобычи, М., 1964.
Газогенератор (в ракетной технике)
Газогенера'тор, жидкостного ракетного двигателя, агрегат, в котором за счёт сгорания или разложения (термического, каталитического и др.) топлива или его компонентов вырабатывается горячий газ (температура 200—900 °С), служащий рабочим телом для привода турбонасосного агрегата, наддува топливных баков, работы системы управления и др. В Г. чаще всего совместно используются компоненты основного топлива при значениях коэффициента избытка окислительных элементов, отличных от единицы. Иногда в Г. разлагается один из компонентов основного топлива (окислитель или горючее), например несимметричный диметилгидразин. Могут применяться и вспомогательные ракетные топлива. В зависимости от состава вырабатываемого газа различают восстановительный или окислительный Г. Основные элементы Г. – смесительная головка и корпус.
Газогенератор (в технике)
Газогенера'тор , аппарат для термической переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Г. газы называются генераторными. Горение твёрдого топлива в Г. в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива (например, при работе на паровоздушном дутье в Г. подаётся 33—35% воздуха от теоретически необходимого). Образующиеся в Г. газы содержат продукты полного горения топлива (углекислый газ, вода) и продукты их восстановления, неполного горения и пирогенетического разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в Г., называется газификацией топлива .
Г. обычно представляет собой шахту, внутренние стенки которой выложены огнеупорным материалом. Сверху этой шахты загружается топливо, а снизу подаётся дутьё. Слой топлива поддерживается колосниковой решёткой. Процессы образования газов в слое топлива Г. показаны на рис. 1. Подаваемое в Г. дутьё вначале проходит через зону золы и шлака 0, где оно немного подогревается, а далее поступает в раскалённый слой топлива (окислительная зона, или зона горения 1), где кислород дутья вступает в реакцию с горючими элементами топлива. Образовавшиеся продукты горения, поднимаясь вверх по Г. и встречаясь с раскалённым топливом (зона газификации II), восстанавливаются до окиси углерода и водорода. При дальнейшем движении вверх сильно нагретых продуктов восстановления происходит термическое разложение топлива (зона разложения топлива III) и продукты восстановления обогащаются продуктами разложения (газами, смоляными и водяными парами). В результате разложения топлива образуются вначале полукокс, а затем и кокс, на поверхности которых при их опускании вниз происходит восстановление продуктов горения (зона II). При опускании ещё ниже происходит горение кокса (зона 1). В верхней части Г. происходит сушка топлива теплом поднимающихся газов и паров.
В зависимости от того, в каком виде подаётся в Г. кислород дутья, состав генераторных газов изменяется. При подаче в Г. одного воздушного дутья получается воздушный газ, теплота горения которого в зависимости от перерабатываемого топлива колеблется от 3,8 до 4,5 Мдж/м3 (900—1080 ккал/м3 ). Применяя дутьё, обогащенное кислородом, получают т. н. парокислородный газ (содержащий меньшее количество азота, чем воздушный газ), теплота горения которого может быть доведена до 5—8,8 Мдж {м3 (1200—2100 ккал/м3 ).
При работе Г. на воздухе с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота сгорания которого (в зависимости от исходного топлива) колеблется от 5 до 6,7 Мдж/м3 (1200—1600 ккал/м3 ). И, наконец, при подаче в раскалённый слой топлива Г. водяного пара получают водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 Мдж/м3 (2400—3200 ккал/м3 .
Несмотря на то, что идея Г. была выдвинута в конце 30-х гг. 19 в. в Германии (Бишофом в 1839 и Эбельманом в 1840), их промышленное применение началось после того, как Ф. Сименсом (1861) был предложен регенеративный принцип отопления заводских печей, позволивший эффективно применять генераторный газ. Изобретателями первого промышленного Г. были братья Ф. и В. Сименс. Их конструкция Г. получила повсеместное распространение и просуществовала в течение 40—50 лет. Только в начале 20 в. появились более совершенные конструкции.
В зависимости от вида перерабатываемого твёрдого топлива различают типы Г.: для тощего топлива – с незначительным выходом летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли), для битуминозного топлива – со значительным выходом летучих веществ (газовые и бурые угли), для древесного и торфяного топлива и для отбросов минерального топлива (коксовая и угольная мелочь, остатки обогатительных производств). Различают Г. с жидким и твёрдым шлакоудалением. Битуминозные топлива обычно газифицируются в Г. с вращающимся водяным поддоном, а древесина и торф – в Г. большого внутреннего объёма, т. к. перерабатываемое топливо имеет незначительную плотность. Мелкое топливо перерабатывается в Г. высокого давления и во взвешенном или кипящем слое.
По назначению Г. можно разделить на стационарные и транспортные, а по месту подвода воздуха и отбора газа на Г. прямого, обращенного и горизонтального процесса. В Г. прямого процесса (рис. 2 ) движение носителя кислорода и образующихся газов происходит снизу вверх. В Г. с обращенным процессом (рис. 3 ) носитель кислорода и образующийся газ движутся сверху вниз. Для обеспечения обращенного потока средняя часть таких Г. снабжается фурмами, через которые вводится дутьё. Так как отсасывание образовавшихся газов осуществляется снизу Г., то зона горения 1 (окислительная) находится сразу же под фурмами, ниже этой зоны следует зона восстановления II, над зоной горения 1 располагается зона III – пирогенетического разложения топлива, происходящего за счёт тепла раскалённого горящего кокса зоны 1. Сушка самого верхнего слоя топлива в Г. происходит за счёт передачи тепла от зоны III. В Г. с горизонтальным процессом носитель кислорода и образующийся газ движутся в горизонтальном направлении.
При эксплуатации Г. соблюдается режим давления и температуры, величина которых зависит от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции Г.
Бурное развитие газовой промышленности в СССР привело к почти полной замене генераторных газов природными и попутными, т. к. себестоимость последних значительно ниже. В зарубежных странах, где мало природного газа, Г. широко применяются в различных отраслях промышленности (ФРГ, Великобритания).
Лит.: Михеев В. П., Газовое топливо и его сжигание, Л., 1966.
Н. И. Рябцев
Рис. 3. Схема газогенератора с обращённым процессом газификации топлива.
Рис. 2. Газогенератор прямого процесса для получения смешанного газа: 1 – загрузочное устройство; 2 – шахта; 3 – водяная рубашка; 4 – колосниковая решётка; 5 – фартук; 6 – чаша с водой, образующая гидравлический затвор; 7 – выгребной нож; 8 – конвейер для удаления золы; 9 – дутьевая коробка.
Рис. 1. Схема прямого процесса образования газа в газогенераторе.
Газогенераторный автомобиль
Газогенера'торный автомоби'ль, автомобиль, двигатель которого работает на газе, получаемом из твёрдого топлива в газогенераторе , смонтированном на его шасси. В СССР работы по созданию Г. а. были начаты в 1923, серийный выпуск Г. а. (ЗИС-13) был освоен в 1938. В качестве топлива для Г. а. используются древесные чурки (преимущественно твёрдых пород, влажностью 20—25%) либо бурый уголь. Возможно применение древесного угля, торфа, полукокса, антрацита и др. Г. а. предназначены для эксплуатации в районах, отдалённых от мест производства жидкого топлива. Г. а. широко применялись во время Великой Отечественной войны 1941—45, когда ощущался острый недостаток жидкого топлива для нужд автомобильного транспорта.
Газогенераторная установка автомобиля состоит из газогенератора, очистительно-охладительного и газосмесительных устройств.
При работе на генераторном газе двигатель развивает значительно меньшую мощность, чем при работе на бензине, из-за меньшей теплоты сгорания газовоздушной смеси [2,4—2,5 кдж/м3 (580—600 кал/м3 )] по сравнению с бензо-воздушной [3,5—3,6 кдж/м3 (830—850 кал/м3 )]. Эти потери мощности могут быть частично компенсированы повышением степени сжатия двигателя (в связи с меньшей склонностью генераторного газа к детонации), а улучшение динамических качеств автомобиля может быть достигнуто изменением передаточного отношения главной передачи.
Относительно большая масса газогенераторной установки (примерно 350 кг ) снижает полезную грузоподъёмность Г. а. Г. а. на базе автомобиля ЗИЛ-164 (грузоподъёмность 3500 кг, мощность двигателя 47 квт ) расходует на 100 км пробега 100—140 кг берёзовых чурок влажностью 25%.
Лит.: Токарев Г. Г., Газогенераторные автомобили, М., 1955.
Г. Г. Терзибашьян.
Газодизель
Газоди'зель,газовый двигатель , засасывающий газо-воздушную смесь и сжимающий её настолько, что впрыснутая в конце хода сжатия небольшая порция жидкого топлива воспламеняется (как в дизеле ). Степень сжатия около 15. Г. применяются в нефтяной и газовой промышленности на газоперекачивающих станциях.
Газодинамическая лаборатория
Газодинами'ческая лаборато'рия (ГДЛ), первая советская ракетная научно-исследовательская и опытно-конструкторская организация. Создана в военном ведомстве по инициативе Н. И. Тихомирова в 1921 в Москве для разработки ракетных снарядов на бездымном порохе. В 1927 перебазирована в Ленинград. В ГДЛ был создан бездымный порох на нелетучем растворителе (тротилпироксилиновый) с большой толщиной свода шашек. В 1927—33 разработаны пороховой старт лёгких и тяжёлых самолётов (У-1, ТБ-1 и др.), ракетные снаряды нескольких калибров различного назначения для стрельбы с земли и самолётов. Снаряды с некоторой доработкой в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ) были использованы во время Великой Отечественной войны 1941—45 в гвардейских реактивных миномётах («Катюша»). В этих работах основное творческое участие принимали Н. И. Тихомиров, В. А. Артемьев, Б. С. Петропавловский, Г. Э. Лангемак и др.
В 1929 в ГДЛ было организовано подразделение, в котором под руководством В. П. Глушко разрабатывались первый в мире электрический ракетный двигатель (ЭРД) и первые советские жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). В 1930—33 создано семейство ЖРД – от ОРМ, ОРМ-1 до ОРМ-52 тягой до 3000 н (~ 300 кгс ). В 1930 впервые предложены в качестве окислителей для ракетного топлива азотная кислота, её растворы с четырёхокисью азота, хлорная кислота, тетранитрометан, перекись водорода, а в качестве горючего – бериллий и др., созданы керамическая теплоизоляция камер сгорания двуокисью циркония и профилированное сопло, а в 1931 – самовоспламеняющееся горючее и химическое зажигание, карданная подвеска двигателя. В 1931 проведено около 50 стендовых огневых испытаний ЖРД. В 1931—32 разработаны и испытаны поршневые топливные насосы, приводимые в действие газом, отбираемым из камеры сгорания ракетного двигателя, в 1933 – конструкция турбонасосного агрегата с центробежными топливными насосами для двигателя тягой 3000 н. В создании ЭРД и ЖРД в лаборатории под руководством конструктора двигателей В. П. Глушко активно участвовали инженеры и техники А. Л. Малый, В. И. Серов, Е. Н. Кузьмин, И. И. Кулагин, Е. С. Петров, П. И. Минаев, Б. А. Куткин, В. П. Юков, Н. Г. Чернышев и др.
В конце 1933 ГДЛ вошла в состав Реактивного научно-исследовательского института.
В связи с 40-летием ГДЛ на зданиях Главного Адмиралтейства и Иоанновского равелина Петропавловской крепости (Ленинград), там, где в 30-х годах размещалась ГДЛ, установлены мемориальные доски (рис. ). Учитывая основополагающий вклад ГДЛ в развитие ракетной техники, комиссия АН СССР присвоила кратерной цепочке протяжённостью 1100 км на обратной стороне Луны наименование ГДЛ, а 10 лунным кратерам – имена сотрудников ГДЛ.
Лит.: Петрович Г. В., Развитие ракетостроения в СССР, ч. 1—2, М., 1968; его же, Ракетные двигатели, ГДЛ – ОКБ, 1929—69, М., 1969; Космонавтика. Маленькая энциклопедия, 2 изд., М., 1970.
Мемориальная доска на Иоанновском равелине Петропавловской крепости. Ленинград.
Газодинамический лазер
Газодинами'ческий ла'зер, газовый лазер, в котором инверсия населённостей колебательных уровней энергии молекул газа создаётся адиабатическим охлаждением сверхзвуковых потоков газовых масс, предварительно нагретых до высокой температуры (1000—2000 °С, после охлаждения – 350 °С). Необходимый состав газа и требуемую температуру можно получить при сгорании заранее подобранных веществ, например при сгорании СО с воздухом. См. Газовый лазер .
