БОЛЬШАЯ  СОВЕТСКАЯ  ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
В ЭНЦИКЛОПЕДИИ СОДЕРЖИТСЯ БОЛЕЕ 100000 ТЕРМИНОВ

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я



ГАЗОВЫЙ-ГАЗЫ

ГАЗОВЫЙ ФАКТОР, отношение полученного из месторождения через скважину количества газа (в м3), приведённого к атм. давлению и темп-ре 20°С, к количеству добытой за то же время нефти (в т или м3) при том же давлении и темп-ре. Г. ф. зависит от соотношения газа и нефти в пластР, от физич. и гео-логич. 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, устройство для отделения свободного газа, содержащегося в перекачиваемой жидкости, с целью повышения кпд насоса. Широкое применение Г. я. нашёл в нефтяной пром-сти при глубиннонасосной эксплуатации месторождений. Существует 7 осн. типов Г. я., действие к-рых 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, аппарат для термич. переработки твёрдых и жидких топлив в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода (водяных паров). Получаемые в Г. газы наз. 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 (напр., 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 пирогенетич. разложения топлива (угарный газ, водород, метан, углерод). В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в Г , наз. газификацией топлива.

Г. обычно представляет собой шахту, внутр. стенки к-рой 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 (окислит, зона, или зона горения I), 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 термич. 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 к-рых при их опускании вниз происходит восстановление продуктов горения (зона II). При опускании ещё ниже происходит горение кокса (зона I). 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 возд. дутья получается возд. газ, теплота горения к-рого в зависимости от перерабатываемого топлива колеблется от 3,8 до 4,5 Мдж/м3 (900 - 1080 ккал/м3). Применяя дутьё, обогащённое кислородом, получают т. н. па-рокислородный газ (содержащий меньшее количество азота, чем возд. газ), теплота горения к-рого 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 к-рого (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 (Бищофом в 1839 и Эбельманом в 1840), их пром. применение началось после того, как Ф. Сименсом (1861) был предложен регенеративный принцип отопления заводских печей, позволивший эффективно применять генераторный газ. Изобретателями первого пром. Г. были братья Ф. и В. Сименс. Их конструкция Г. получила повсеместное распространение и просуществовала в течение 40-50 лет. Только в нач. 20 в. появились более совершенные конструкции.

В зависимости от вида перерабатываемого твёрдого топлива различают типы Г.: для тощего топлива - с незначит. выходом летучих веществ (кокс, антрацит, тощие угли), для битуминозного топлива - со значит, выходом летучих веществ (газовые и бурые угли), для древесного и торфяного топлива и для отбросов минерального топлива (коксовая и угольная мелочь, остатки обогатит, 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 внутр. объёма, т. к. перерабатываемое топливо имеет незначит. плотность. Мелкое топливо перерабатывается в Г. высокого давления н 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, обращённого и горизонтального процесса. В Г. прямого процесса (рис. 2) движение носителя кислорода и образующихся газов происходит снизу вверх. В Г. с обращённым процессом (рис. 3) носитель кислорода и образующийся газ движутся сверху вниз. Для обеспечения обращённого потока средняя часть таких Г. снабжается фурмами, через к-рые вводится дутьё. Т. к. отсасывание образовавшихся газов осуществляется снизу Г., то зона горения I (окислительная)находится сразу же под фурмами, ниже этой зоны следует зона восстановления II, над зоной горения I располагается зона III - пирогенетич. разложения топлива, происходящего за счёт тепла раскалённого горящего кокса зоны I. Сушка самоговерхнего 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 темп-ры, величина к-рых зависит от перерабатываемого топлива, назначения процесса газификации и конструкции Г.

Бурное развитие газовой пром-сти 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 пром-сти (ФРГ, Великобритания).

Лит.: Михеев В. П., Газовое топливо и его сжигание, Л., 1966. Н. И. Рябцев.

ГАЗОГЕНЕРАТОР, жидкостного ракетного двигателя, агрегат, в к-ром за счёт сгорания или разложения (термич., каталитич. и др.) топлива или его компонентов вырабатывается горячий газ (темп-ра 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 коэфф. избытка окислительных элементов, отличных от единицы. Иногда в Г. разлагается один из компонентов основного топлива (окислитель или горючее), напр, несимметричный диметилгидразин. Могут применяться и вспомогат. ракетные топлива. В зависимости от состава вырабатываемого газа различают восстановит, или окислит. Г. Осн. элементы Г.- смесительная головка и корпус.

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЙ АВТОМОБИЛЬ, автомобиль, двигатель к-рого 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 (преим. 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 произ-ва 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. газосмесит. 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-воздуш-ной [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 динамич. 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. Терзибашъян.

ГАЗОДИЗЕЛЬ, 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 ок. 15. Г. применяются в нефтяной и газовой пром-сти на газоперекачивающих станциях.

ГАЗОДИНАМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ (ГДЛ), первая советская ракетная н.-и. и опытно-конструкторская орг-ция. Создана в воен. 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 (тро-тилпироксилиновый) с большой толщиной свода шашек. В 1927-33 разработаны пороховой старт лёгких и тяжёлых самолётов (У-1, ТБ-1 и др.), ракетные снаряды неск. калибров различного назначения для стрельбы с земли и самолётов. Снаряды с нек-рой доработкой в Реактивном научно-исследовательском институте (РНИИ) были использованы во время Великой Отечеств, войны 1941-45 в гвардейских реактивных миномётах ("Катюша"). В этих работах осн. 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 к-ром под руководством В. П. Глушко разрабатывались первый в мире электрич. 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 к-та, её растворы с четырёх-окисью азота, хлорная к-та, тетранитроме-тан, перекись водорода, а в качестве горючего - бериллий и др., созданы керамич. теплоизоляция камер сгорания двуокисью циркония и профилированное сопло, а в 1931 - самовоспламеняющееся горючее и химическое зажигание, карданная подвеска двигателя. В 1931 проведено ок. 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 и. В создании ЭРД и ЖРД в лаборатории под руководством конструктора двигателей В. П. Глушко активно участвовали инженеры п техники А. Л. Малый, В. И. Серов, Е. Н. Кузьмин, И. И. Кулагин, Е. С. Петров, П. И. Минаев, Б. А. Кут-кин, В. П. Юков, Н. Г. Чернышёв и др.

В конце 1933 ГДЛ вошла в состав Реактивного научно-исследовательского института.

В связи с 40-летием ГДЛ на зданиях Главного Адмиралтейства и Иоанновско-го равелина Петропавловской -репости (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.

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ЛАЗЕР, газовый лазер, в к-ром инверсия населён-ностей колебательных уровней энергии молекул газа создаётся адиабатич. охлаждением сверхзвуковых потоков газовых масс, предварительно нагретых до высокой темп-ры (1000-2000 °С, после охлаждения - 350 °С). Необходимый состав газа и требуемую темп-ру можно получить при сгорании заранее подобранных веществ, напр, при сгорании СО с воздухом. См. Газовый лазер.

ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ,см. в ст. Газовый двигатель.

ГАЗОЙЛЬ (от газ и англ, oil - масло), фракции нефти, выкипающие в интервале 200-400 °С и занимающие при перегонке нефти промежуточное положение между керосином и лёгкими индустриальными маслами. Г. в основном применяют в качестве дизельного топлива, сырья для каталитического крекинга идр. Как товарный продукт с точно нормированными константами не вырабатывается.

ГАЗОКАМЕРА в ветеринарии, специальное помещение, предназначенное для окуривания сернистым ангидридом животных при чесотке, вшивости; применяется также для дезинсекции упряжи, снаряжения и предметов ухода за животными.

ГАЗОКАРОТАЖНАЯ СТАНЦИЯ, см.Газовый каротаж.

ГАЗОКОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ, станция повышения давления природного газа при его добыче, транспортировании и хранении. По назначению Г. с. подразделяются на головные (дожимные) магистральных газопроводов, линейные Г. с. магистральных газопроводов, Г. с. подземных газохранилищ и Г. с. для обратной закачки газа в пласт. Осн. техно-логич. параметры Г. с.: производительность, мощность, степень сжатия газа и макс, рабочее давление.

Головные Г. с. магистральных газопроводов повышают давление газа, поступающего с промысла, начиная с момента, когда пластовое давление падает ниже уровня, обеспечивающего на входе в газопровод расчётное рабочее давление. Мощность и степень сжатия головной Г. с. наращиваются постепенно, по мере падения пластового давления, в течение всего периода постоянного отбора газа из месторождения. В период падающей добычи отбор газа из месторождения осуществляется в количестве, определяемом мощностью головной Г. с. Мощность головной Г. с. может достигать 100 Мвт (100 тыс. кет) и более. Степень сжатия станции (отношение выходного давления к входному) возрастает от 1,2-1,5 до 5-10 к концу эксплуатации.

Линейные Г. с. магистральных газопроводов компенсируют снижение давления в трубопроводе, поддерживая его на расчётном уровне. Степень сжатия и мощность линейных Г. с. зависят от производительности и технико-экономич. показателей компрессорных установок и общестанционного оборудования. Расстояние между линейными Г. с. (75-150 км) и рабочее давление зависят от параметров трубопровода и определяются технико-экономич. расчётом магистрального газопровода в целом. Диапазон рабочих параметров линейных Г. с.: степень сжатия 1,25-1,7; рабочее давление 5,5- 8 Мн/м2 (55 - 80 кгс/см2); мощность 3-75 Мвт; суточная производительность 5-100 млн. м3. Открытие крупных месторождений природного газа и высокая эффективность магистральных газопроводов большой производительности обусловливают тенденцию к дальнейшему увеличению мощности линейных Г. с. до 150-200 Мвт с суточной производительностью 300 млн. м3.

Г. с. для подземного газохранилища обеспечивает закачку транспортируемого газа в период избыточной производительности газопровода. В период отбора газа из подземного хранилища может быть предусмотрена работа Г. с. для обеспечения подачи газа потребителю. Рабочий диапазон давления, в пределах к-рого работает Г. с. лодземного хранилища, составляет во время закачки газа 1,5-15 Мн/м2 (15 - 150 кгс/см2). Нижний уровень зависит от давления газа, поступающего из газопровода, верхний - от предельного давления газа в хранилище. Мощность Г. с. подземного газохранилища может достигать 50 Мвт.

Г. с. для обратной закачки газа в пласт входит в комплекс переработки природного газа при эксплуатации газоконденсатных месторождений, когда необходимо в ходе добыч-ных работ поддерживать пластовое давление газа для предупреждения выпадения конденсата (связано с явлением обратной конденсации). Мощность и давление на приёме Г. с. для обратной закачки газа в пласт определяются технико-экономическим расчётом режима разработки месторождения. Давление на приёме обычно 14-15 Мн/м2, выходное давление достигает 40-50 Мн/м2 (400-500 кгс/см2).

Осн. технологич. оборудование Г. с.- компрессорные установки: центробежные нагнетатели с приводом от газовой турбины или электродвигателя и газомото-компрессоры. Мощность компрессорных установок достигает 15 Мвт. Для линейных Г. с. большой мощности проектируется использование центробежного нагнетателя с приводом от газотурбинной установки мощностью 25 Мвт и более. В технологич. комплекс Г. с. входят компрессорный цех, установки для очистки, осушки и охлаждения газа, электростанция собств. нужд (понизительная подстанция для Г. с. с электроприводом), узел связи и средства ремонтно-эксплуатац. обеспечения. Г. с. имеет диспетчерский пункт управления. Управление агрегатами компрессорного цеха осуществляется в зависимости от степени автоматизации с местных щитов или центр, пульта управления. Полностью автоматизированная Г. с. управляется дистанционно из центр, диспетчерского пункта.

Лит.: Руководство по добыче, транспорту и переработке природного газа, пер. с англ., LM.], 196э; Транспорт природного газа, [Сб. ст.], М., 1967; Бар мин С. Ф., Васильев П. Д., Магазаник Я. М., Компрессорные станции с газотурбинным приводом, Л.. 1968.

С. Н. Синицын.

ГАЗОЛИН (от газ и лат. oleum - масло), смесь лёгких жидких углеводородов, получаемая при перегонке нефти или при разделении пром. газов. Г.- легко воспламеняющаяся и взрывоопасная жидкость, применяется как топливо для карбюраторных двигателей внутр. сгорания (газовый бензин с пределами выкипания 30-200 °С), растворитель при экстракции масличных и смолистых веществ (фракция 70-100 °С), для лабораторно-аналитических работ (петролейный эфир с пределами выкипания 30-80 °С) и других целей. Г. как единый товарный продукт с точно нормированными свойствами промышленностью не вырабатывается.

ГАЗОМЁТ, устаревший вид химич. оружия, предназначавшегося для поражения живой силы и заражения местности отравляющими веществами. Впервые Г. были применены (1917) англ, армией в 1-ю мировую войну 1914-18. Г. состояли из коротких стволов диаметром 18 - 20 см и заряжались минами, к-рые содержали 13-14 кг химич. отравляющих веществ. Устанавливались на опорных плитах, вкапываемых в землю. Стрельба производилась залпами одновременно из неск. сотен Г. на дальность до 1,2 км .

ГАЗОН (франц. gazon), участок земли со специально созданным травянистым покровом, б. ч. ровно и коротко подстриженным. Различают партерные, парковые, спортивные и мавританские (пестро-цветные) Г. Партерные Г.- основной элемент цветника и партера, служат фоном для цветочных насаждений, декоративных деревьев, а также для скульптур, фонтанов и др. Парковые и мавританские Г. устраивают в парках, садах, скверах, на бульварах и т. д. Семена трав на Г. высевают гл. обр. весной, вручную или сеялкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, заделывают граблями или механизир. путём и прикатывают. Состав трав для Г. подбирают так, чтобы получить густой травостой и плотный дёрн. Из злаковых трав сеют в основном мятлик, овсяницу, райграс, полевицу (15-30 г семян на 1 м2). Для мавританских Г. составляют смесь семян злаков и красиво цветущих однолетников (мак, василёк, календула, иберис и др.). Уход за Г. состоит в поливах, удобрении, стрижке травы, полке сорняков, подсеве трав.

Лит.: Сааков С. Г., Газоны и цветочное оформление, М.- Л., 1934; Малько И. М., Садово-парковое строительство п хозяйство. 3 изд.. М., 1962.

ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ КАБЕЛЬ, высоковольтный (от 35 до 275 кв) кабель электрический, у которого пустоты изолирующего слоя (бумажная лента или син-тетич. плёнка) заполнены газом (обычно азотом) под давлением. Различают Г. к. низкого (от 0,07 до 0,15 Мн/м2), среднего (от 0,3 до 0,5 Мн/м2) и высокого (от 1,5 до 3 Мн/м2) давления. Г. к. обычно выполняют в общей металлич. оболочке со сплошными или уплотнёнными секторными жилами, покрытыми неск. слоями изолирующего материала. Г. к. бывают одно- и трёхжильные в свинцовой или алюминиевой оболочке и трёхжильные в стальном трубопроводе. Преимущества Г. к.- простота подпитки кабельной линии газом, удобство изготовления кабеля большой длины с предварительно пропитанной изоляцией, что особенно важно для подводной прокладки. Однако Г. к. имеют сравнительно низкую электрич. прочность изоляции, к-рая в значит, мере зависит от изменения темп-ры и давления газа.

ГАЗОНЕФТЯНОЙ СЕПАРАТОР, трап, аппарат для отделения попутного газа от нефти за счёт различия в их плотности. Выделению и отделению газа способствуют снижение давления, разбивка потока жидкости на тонкие струйки, уменьшение скорости и изменение направления 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 м33. 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 лмт, 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 процессом путём установки хроматографич. анализаторов качества продуктов на потоках и электронных вычислительных машин.

Схема газофракционирующей установки: 1- пропановая колонна; 2- стабилизационная колонна; 3- изобутановая колонна; 4- конденсаторы-холодильники; 5- подогреватели низа колонны; 6- теплообменники; 7- холодильники.

Лит.: Переработка и использование газа, М., 1962; Черный И. Р., Подготовка сырья для нефтехимии, М., 1966.

А. Л. Халиф.

ГАЗЫ (франц. gaz; назв. предложено голл. учёным Я. Б. Гельмонтом), агрегатное состояние вещества, в к-ром его частицы не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия и движутся свободно, заполняя весь предоставленный им объём. Вещество в газообразном состоянии широко распространено в природе. Г. образуют атмосферу Земли, в значит, количествах содержатся в твёрдых земных породах, растворены в воде океанов, морей и рек. Солнце, звёзды, облака межзвёздного вещества состоят из Г.- нейтральных или ионизованных (плазмы). Встречающиеся в природных условиях Г. представляют собой, как правило, смеси химически индивидуальных Г.
 
 
Физические свойства газов
Свойства газа
Азот

N2

Аргон Аr
Водород Н2
Воздух
Кислород O2
Углекислый газ СО2
Масса 1 моля (г)
28,02
39,94
2,016
28,96
32,00
44,00
Плотность при 0°С и 1 am* (кг/м3)
1,2506
1,7839
0,0899
1 ,2928
1,4290
1,976
Теплоёмкость при постоянном объёме Сv и 0°С (кдж/моль*град)
20,85
12,48
20,35
20,81
20,89
30.62 (55°С)
Скорость звука при 0°С (м/сек)
333,6
319
1286
331,5
314,8
260,3
Вязкость л при 00С (n* 106 н*сек/м2)
16,6
21,2
8,4
17,1
19,2
13,8
Теплопроводность ламбда при 0°С (лямбда*102 дж/м*сек* град)
2,43
1,62
16,84
2,41
2,44
1,45
Диэлектрич. проницаемость эпсилон при 0°С и 1 am*
1,000588
1,000536
1,000272
1,000590
1,000531
1 ,000988
Удельная магнитная восприимчивость х при 20°С (капа*106 на 1 г)
-0,43
-0,49
-1,99
-
+ 107,8
-0,48
* 1 am = 9,81*104 н/м2.

Г. обладают рядом характерных свойств. Они полностью заполняют сосуд, в к-ром находятся, и принимают его форму. В отличие от твёрдых тел и жидкостей, объём Г. существенно зависит от давления и темп-ры. Коэфф. объёмного расширения Г. в обычных условиях (О-100°С) на два порядка выше, чем у жидкостей, и составляет в среднем 0,003663 град-1. В табл. приведены данные о физич. свойствах наиболее распространённых Г.

Любое вещество можно перевести в газообразное состояние надлежащим подбором давления и темп-ры. Поэтому возможную область существования газообразного состояния графически удобно изобразить в переменных: давление р - темп-pa Т р, Т-диаграмме, рис. 1). При темп-рах ниже критической Тк (см. Критическое состояние) эта область ограничена кривыми сублимации (возгонки) I и парообразования II. Это означает, что при любом давлении ниже критического рк существует темп-ра Т (см. рис. 1), определяемая кривой сублимации или парообразования, выше к-рой вещество становится газообразным. В состояниях на кривой I (ниже тройной точки Тр) газ находится в равновесии с твёрдым веществом (твёрдой фазой), а на кривой II (между тройной и критич. точкой K) - с жидкой фазой. Газ в этих состояниях обычно называют паром вещества.

Рис. 1. р, T-диаграмма состояния вещества. Область газообразного состояния заштрихована. Со стороны низких температур и давлений она ограничена кривыми сублимации (I) и парообразования (II). Тр - тройная точка, К - критическая точка. Штриховой линией показана критическая изохора вещества.

При темп-рах ниже Ткможно сконденсировать Г.- перевести его в др. агрегатное состояние (твёрдое или жидкое). При этом фазовое превращение Г. в жидкость или твёрдое тело происходит скачкообразно: весьма малое изменение давления приводит к конечному изменению ряда свойств вещества (напр., плотности, энтальпии, теплоёмкости и др.). Процессы конденсации Г., особенно сжижение газов, имеют важное техническое значение.

При Т>ТК граница газообразной области условна, поскольку при этих темп-рах фазовые превращения не происходят. В ряде случаев за условную границу между Г. и жидкостью при сверхкритич. темп-pax и давлениях принимают критич. изохору вещества (кривую постоянной плотности или удельного объёма, см, рис. 1), в непосредств. близости от к-рой свойства вещества изменяются, хотя и не скачком, но особенно быстро.

В связи с тем что область газового состояния очень обширна, свойства Г. при изменении темп-ры и давления могут меняться в широких пределах. Так, в нормальных условиях (при 0°С и атмосферном давлении) плотность Г. примерно в 1000 раз меньше плотности того же вещества в твёрдом или жидком состоянии. При комнатной темп-ре, но давлении, в 1017 раз меньшем атмосферного (предел, достигнутый совр. вакуумной техникой), плотность Г. составляет ок. 10-20гм3. В космич. условиях плотность Г. может быть ещё на 10 порядков меньше (~10 -30гм3).

С другой стороны, при высоких давлениях вещество, к-рое при сверхкритич. темп-pax можно считать Г., обладает огромной плотностью (напр., в центре нек-рых звёзд~109 гм3). В зависимости от условий в широких пределах изменяются и др. свойства Г.- теплопроводность, вязкость и т. д.

Молекулярно-кинетическая теория Г. Молекулярно-кинетическая теория рассматривает Г. как совокупность слабо взаимодействующих частиц (молекул или атомов), находящихся в непрерывном хаотическом (тепловом) движении. На основе этих простых представлений кинетич. теории удаётся объяснить осн. физич. свойства Г., особенно полно - свойства разреженных Г.

У достаточно разреженных Г. средние расстояния между молекулами оказываются значительно больше радиуса действия межмолекулярных сил. Так, напр., при нормальных условиях в 1 см3 Г. находится ~ 1019 молекул и среднее расстояние между ними составляет ~ 10-6 см, или ~100А, тогда как межмолекулярное взаимодействие не существенно на расстояниях свыше 5-10А. Следовательно, в таких условиях молекулы взаимодействуют лишь при сближении на расстояние действия межмолекулярных сил. Такое сближение принято трактовать как столкновение молекул. Радиус действия межмолекулярных сил в рассмотренном примере в 10-20 раз меньше среднего расстояния между молекулами, так что общий объём, в к-ром эти силы могут сказываться (как бы "собственный объём" всех молекул), составляет 10~3 - 10~4 от полного объёма Г. Это позволяет считать собств. объём молекул Г. в нормальных условиях пренебрежимо малым и рассматривать молекулы как материальные точки. Газ, молекулы к-рого рассматриваются как не взаимодействующие друг с другом материальные точки, наз. идеальным. При тепловом равновесии

идеального Г. все направления движения его молекул равновероятны, а скорости распределены в соответствии с Максвелла распределением. На рис. 2 приведён график этого распределения для азота при темп-рах 20 и 500°С. Из графика видно, что подавляющее большинство

Рис. 2. Распределение Максвелла для молекул азота при температурах 20 и 500°С. По оси ординат отложена доля молекул (в %), обладающих скоростями между с и (с + 10) м/сек; сн - наиболее вероятная скорость, к-рой обладает наибольшее число молекул при данной температуре; - средняя арифметическая скорость молекул;  - средняя квадратичная скорость.

молекул имеет близкие значения скорости (максимум кривой соответствует скорости наиболее вероятной при данной темп-ре), но существует также изностная часть молекул с малыми и очень большими скоростями. При помощи максвеллов-ского распределения может быть определена т. н. средняя квадратичная скорость молекул  связанная с темп-рой Т газа соотношением

(1)

Здесь k - Больцмана постоянная, т - масса молекулы. Уравнение (1) позволяет установить связь между средней кинетич. энергией одной молекулы и темп-рой газа:

(2)

Эту зависимость часто рассматривают как молекулярно-кинетич. толкование темп-ры - темп-pa есть мера кинетич. энергии молекул.

Поскольку молекулы идеального Г. обладают лишь кинетич. энергией, внутренняя энергия такого Г. не зависит от занимаемого им объёма (закон Джоуля).

Молекулярно-кинетич. теория рассматривает давление Г. на стенки сосуда, в к-ром он находится, как воздействие ударов молекул, усреднённое по поверхности и времени. Количественно давление р определяется импульсом, передаваемым молекулами в единицу времени единице площади стенки:

(3)

где п - число молекул в единице объёма. Ур-ния (2) и (3) позволяют записать уравнение состояния идеального Г. в виде

(4)

Ур-ние (4), записанное для 1 моля Г., содержащего N = 6,023*1023 молекул (см. Авогадро число), называют Клапейрона уравнением:

(5)

Здесь R = kN - универсальная газовая постоянная, v - объём, приходящийся на 1 моль. Ур-ние Клапейрона обобщает эмпирич. газовые законы Бойля - Мариотта и Гей-Люссака (см. Бойля - Мариотта закон, Гей-Люссака законы). Из ур-ния (5) следует также, что при одинаковых темп-ре и давлении идеальные Г., взятые в количестве 1 моля, имеют равные объёмы и в любом таком Г. в единице объёма содержится равное количество молекул (см. Авогадро закон).

В условиях теплового равновесия темп-pa и давление Г. по всему его объёму одинаковы, молекулы движутся хаотично, в Г. нет упорядоченных потоков. Возникновение в Г. перепадов (градиентов) темп-ры или давления приводит к нарушению равновесия и переносу в направлении градиента энергии, массы или др. физич. величин.

Кинетич. свойства Г.- теплопроводность, диффузию, вязкость - молекулярно-кинетич. теория рассматривает с единой точки зрения: диффузию как перенос молекулами массы, теплопроводность как перенос ими энергии, вязкость как перенос количества движения. Модель идеального Г. для анализа явлений переноса непригодна, ибо в этих процессах существенную роль играют столкновения молекул (при к-рых происходит передача к.-н. из переносимых величин, напр, энергии) и "размер" молекул (влияющий на частоту столкновений). Поэтому в простейшем случае явления переноса в Г. рассматриваются для разреженного Г., молекулы к-рого в первом приближении считаются упругими шариками с определённым диаметром а, причём эти шарики взаимодействуют друг с другом только в момент соударения. В этом приближении диаметр молекулы связан простым соотношением с её средней длиной свободного пробега

(6)

Размерсущественно влияет на процессы переноса в разреженном Г, В частности, если характерный размер объёма, занимаемого Г., больше, то теплопроводность и вязкость Г. не зависят от давления. Наоборот, когда  больше характерного размера, теплопроводность и вязкость Г. с уменьшением давления (а значит, и числа столкновений) начинают падать. На этом явлении, в частности, основаны тешюизолирующие свойства сосудов с двойными стенками, воздух между к-рыми откачан (см. Дьюара сосуды). В более строгой молекулярной теории при анализе явлений переноса в разреженных газах учитывается взаимодействие молекул при любых расстояниях между ними. Характер взаимодействия определяется т. н. потенциалом взаимодействия (см. Межмолекулярное взаимодействие). Строгое рассмотрение динамики парных взаимодействий (столкновений) приводит к тому, что в формулах для расчёта коэффициентов переноса появляются т. н. интегралы столкновений, являющиеся функциями только приведённой темп-ры . Эта темп-pa характеризует отношение кинетич. энергии молекул (~kT) к их потенциальной энергии (- глубина потенциальной ямы при данном потенциале взаимодействия). Интегралы столкновений учитывают то обстоятельство, что сталкивающиеся молекулы в зависимости от их кинетич. энергии, а значит и темп-ры Г., могут сближаться на различные расстояния, т. е. как бы изменять свой эффективный размер.

Свойства реальных Г. При повышении плотности изменяются свойства Г., они перестают быть идеальными. Уравнение состояния (5) оказывается неприменимым, т. к. средние расстояния между молекулами Г. становятся сравнимыми с радиусом межмолекулярного взаимодействия. Для описания термодинамич. свойств неидеальных, или, как их чаще называют, реальных, Г. пользуются различными уравнениями состояния, имеющими более или менее строгое тео-ретпч. обоснование. Простейшим примером уравнения, к-рое качественно правильно описывает осн. отличия реального Г. от идеального, служит ур-ние Ван-дер-Ваальса. Оно учитывает, с одной стороны, существование сил притяжения между молекулами (их действие приводит к уменьшению давления Г.), с другой стороны - сил отталкивания, препятствующих безграничному сжатию Г. (см. Ван-дер-Ваальса уравнение).

К наиболее теоретически обоснованным, во всяком случае для состояний, удалённых от критич. точки, относится вириалъное уравнение состояния:

(7)

Значения вириальных коэффициентов В, С и т. д. определяются соударениями молекул: парными (В), тройными (С) и более высокого порядка для последующих коэффициентов. Существенно, что вириальные коэфф. являются функциями только темп-ры.

В Г. малой плотности наиболее вероятны парные столкновения молекул, т. е. для такого Г. в разложении (7) можно пренебречь всеми членами после члена с коэфф. В. В соответствии с температурным изменением В, при т. н. темп-ре Бойля ТВ (см. Бойля точка) В обращается в нуль, и умеренно плотный Г. ведёт себя как идеальный, т. е. подчиняется ур-нию (5). Физически это означает, что при ТВ межмолекулярные силы притяжения и отталкивания практически компенсируют друг друга. Существование межмолекулярного взаимодействия в той или иной степени сказывается на всех свойствах реальных Г. Внутр. энергия реального Г. оказывается зависящей от его объёма (от расстояний между молекулами), т. к. потенциальная энергия молекул определяется их взаимными расстояниями.

С межмолекулярным взаимодействием связано также изменение темп-ры реального Г. при протекании его с малой постоянной скоростью через пористую перегородку (этот процесс наз. дросселированием). Мерой изменения темп-ры Г. при дросселировании служит Джоуля - Томсона коэфф., к-рый в зависимости от условий может быть положительным (охлаждение Г.), отрицательным (нагрев Г.) либо равным нулю при т. н. темп-ре инверсии (см. Джоуля - Томсона явление). Эффект охлаждения Г. при дросселировании широко применяется в технике как один из методов сжижения газов.

Внутреннее строение молекул Г. слабо влияет на их термич. свойства (давление, темп-ру, плотность и связь между ними). Для этих сврйств в первом приближении существенна только молекулярная масса Г. Напротив, калорич. свойства Г. (теплоёмкость, энтропия и др.), а также его электрич. и магнитные свойства существенно зависят от внутр. строения молекул. Напр., для расчёта (в первом приближении) теплоёмкости Г. при постоянном объёме cv необходимо знать число внутр. степеней свободы молекулы (т. е. число возможных внутр. движений) iвн. В соответствии с равнораспределения законом классич. статистической физики на каждую степень свободы молекулы Г. (поступательную, колебательную, вращательную) приходится энергия, равная 1/2*kT. Отсюда теплоёмкость 1 моля

(8)

Для точного расчёта калорич. свойств Г. необходимо знать уровни энергии молекулы, сведения о к-рых в большинстве случаев получают из анализа спектров Г. Для большого числа веществ в состоянии идеального Г. калорич. свойства вычислены с высокой точностью и их значения представлены в виде таблиц до темп-р 10-22 тыс. градусов.

Электрич. свойства Г. связаны в первую очередь с возможностью ионизации молекул или атомов, т. е. с появлением в Г. электрически заряженных частиц (ионов и электронов). При отсутствии заряженных частиц Г. являются хорошими диэлектриками. С ростом концентрации зарядов электропроводность Г. увеличивается. Зависимость электропроводности Г. от различных физич. факторов рассмотрена в ст. Электрический разряд в газах.

При темп-pax начиная с неск. тыс. градусов всякий Г. частично ионизуется и превращается в плазму. Если концентрация зарядов в плазме невелика, то свойства её мало отличаются от свойств обычного Г.

По магнитным свойствам Г. делятся на диамагнитные (к ним относятся, напр., инертные газы, Н2, N2, CO2, Н2О) и парамагнитные (напр., О2). Диамагнитны те Г., молекулы к-рых не имеют постоянного магнитного момента и приобретают его лишь под влиянием внешнего поля (см. Диамагнетизм). Те же Г., у к-рых молекулы обладают постоянным магнитным моментом, во внешнем магнитном поле ведут себя как парамагнетики (см. Парамагнетизм).

Учёт межмолекулярного взаимодействия и внутр. строения молекул необходим при решении многих проблем физики Г., напр, при исследовании влияния верхних разреженных слоев атмосферы на движение ракет и спутников (см. Газовая динамика, Аэродинамика разреженных газов).

В совр. физике Г. называют не только одно из агрегатных состояний вещества. К Г. с особыми свойствами относят, напр., совокупность свободных электронов в металле (электронный Г.), фононов в жидком гелии (фононный Г.) и т. д. Г. элементарных частиц и квазичастиц, обладающих целым спином, т. н. бозонов (напр., фотонов, я-мезонов, фононов), наз. бозе-газом. Его свойства рассматривает квантовая статистика Бозе - Эйнштейна. Свойства частиц Г. с полуцелым спином - фермионов (напр., электронов, нейтронов, нейтрино, дырок проводимости и др.) рассматривает квантовая статистика Ферми - Дирака (см. Статистическая физика).

Лит.: Кириллин В. А., Сычёв В. В. и Ш ейндлин А. Е., Техническая термодинамика, М., 1969; Кикоин И. К. н Кикоин А. К., Молекулярная физика, М., 1963; Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов н жидкостей, пер. с англ., М., 1961; Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочник, под ред. В. П. Глушко, 2 изд., т. 1-2, М., 1962.

Э. Э. Шпильрейн.

ГАЗЫ в технике, применяются гл. обр. в качестве топлива; сырья для химич. пром-сти; химич. агентов при сварке, газовой химико-термич. обработке металлов, создании инертной или спец. атмосферы, в нек-рых биохимич. процессах и др.; теплоносителей; рабочего тела для выполнения механич. работы (огнестрельное оружие, реактивные двигатели и снаряды, газовые турбины, паро-газовые установки, пневмотранспорт и др.); физич. среды для газового разряда (в газоразрядных трубках и др. приборах). В технике используется св. 30 различных Г.

Как топливо применяют природные газы горючие и получаемые искусственно в виде основной (генераторный Г.) или побочной (коксовый, доменный и др. Г.) продукции. Осн. потребители природного Г. в чёрной металлургии - доменное и мартеновское произ-во. С использованием природного Г. производится ежегодно ок. 60% цемента, 60% стекла, св. 60% керамзита, св. 60% керамики. Перевод стекловаренных печей на природный Г. значительно улучшает технико-экономич. показатели произ-ва стекла. В топливном балансе маш.-строит, пром-сти на долю горючего Г. приходится ок. 40%. Осн. потребителями являются нагревательные и термич. печи. Применение в этих печах природного Г. вместо др. видов топлива позволяет снизить стоимость нагрева, улучшить его качество, повысить кпд печей и создать более благоприятные сан.-гигиеннч. условия в производств, помещениях. В топливном балансе электростанций СССР удельный вес природного Г. составляет ок. 20%. Применение природного Г. на электростанциях даёт значит, эффект. Кпд котельных установок на электростанциях при переводе с твёрдого на газовое топливо увеличивается на 1 - 4%; уменьшается на 21-26% количество обслуживающего персонала. Суммарное снижение расхода топлива за счёт повышения кпд и снижения расхода электроэнергии на собств. нужды составляет 6-7%. Сжигание Г. в топках котлов малой производительности увеличивает кпд по сравнению с котлами, использующими твёрдое топливо, на 7-20% (в зависимости от сорта топлива) и позволяет повысить произв'одителыюсть на 30% и более. Использование природного Г. открывает широкие возможности для создания простых, менее металлоёмких и более экономичных котлов (паровых и водогрейных), работающих на природном Г.

Нек-рые Г. являются в то же время исходным сырьём для технологических процессов в химич. пром-сти (из них вырабатывается ок. 200 видов разлдч-ных химич. продуктов); на природном Г. работает ряд крупнейших химнч. комбинатов СССР.

Из числа Г., используемых в качестве химнч. агентов, воздух (атмосферный или обогащённый кислородом) и кислород получили наибольшее распространение в металлургич., химич. и смежных с ними отраслях пром-сти (см. Воздух и Кислород в технике). Большое значение имеют также многие др. Г.: ацетилен, хлор, фтор и редкие Г.

При газовой сварке большей частью используется пламя ацетилено-кислород-ной смеси, позволяющее развивать очень высокую темп-ру (ок. 3200 °С). В отдельных случаях применяют атомноводородную сварку, основанную на нагреве металла водородом, превращённым в атомарное состояние под действием электрической дуги.

Тепловую обработку металлов в печах часто сопровождают воздействием химич. агентов, находящихся в газообразном состоянии. Насыщение поверхностного слоя стали углеродом (см. Цементация) производится путём длит, нагрева её в атмосфере Г., диссоциирующих с выделением атомарного углерода. В установках пром. типа для газовой цементации применяют: природный Г., бутан-пропановую смесь и др. Во избежание чрезмерного выделения сажи (или смолистых веществ) к этим Г. подмешивают генераторный газ или дымовые газы, очищенные от углекислого газа и паров воды.

Г. как химич. агенты применяются также в практике химико-термич. обработки поверхности стали при её азотировании, цианировании, алитировании, хромировании и др. При газовой цементации стали алюминием (или хромом) её нагревают в парах хлористого алюминия (хрома). Азот, генераторный газ из антрацита или древесного угля, продукты горения нек-рых Г. (после удаления из них углекислого газа и паров воды) и продукты диссоциации аммиака в ме-таллообр. пром-сти служат в качестве спец. атмосфер для борьбы с окислением и обезуглероживанием металлов, к-рые происходят при их нагреве в атмосфере воздуха или дымовых газов.

В качестве инертных веществ для продувки взрывоопасной аппаратуры (газгольдеров, газоочистных коробок, коммуникаций и т. п.) применяют водяной пар, углекислый газ и азот, а также смесь углекислого газа с азотом, напр, продукты горения газообразного топлива, сжигаемого с малым избытком воздуха. Технологич. аппараты большой ёмкости продуваются инертными газами перед их заполнением Г. (напр., водородом). При этом вытесняется находящийся в аппарате атм. воздух и предотвращается образование взрывчатой смеси Г.- воздух.

В электроламповой пром-сти для наполнения ламп накаливания применяются азот, криптон, ксенон и др. Наполнение ламп накаливания инертным газом уменьшает скорость испарения нити и т. о. увеличивает срок службы ламп. Использование для этих целей нек-рых редких Г. позволяет значительно (до 30%) увеличить световую отдачу ламп накаливания, что имеет большое значение, т. к. на нужды освещения расходуется ок. 20% всей вырабатываемой в СССР энергии. Широко распространено наполнение ламп накаливания аргоно-азотной смесью, особенно подходящими наполнителями являются криптон и ксенон, обладающие высокой плотностью и минимальной теплопроводностью.

Г. применяются также для интенсификации нек-рых биохимич. процессов. Углекислый газ и чистые продукты горения бессернистого топлива могут быть использованы в качестве углекислого удобрения. Повышенное содержание углекислого газа (до 0,3% ) в атмосфере теплиц и оранжерей ускоряет рост и увеличивает плодоношение нек-рых растений. Дозревание сорванных овощей и плодов (томатов, яблок и др.) можно ускорить хранением их в атмосфере этилена.

В качестве теплоносителей широко распространены след. Г.: продукты горения (дымовые Г.), воздух и реже газообразные продукты экзотермич. процессов (окисления аммиака, получения серного ангидрида и др.). Дымовые газы как теплоноситель используют: для непо-средств. обогрева изделий или материалов в печах и сушилках; для получения и подогрева промежуточных теплоносителей (водяного пара, горячей воды, воздуха и др.). Для регулирования процесса нагрева дымовыми газами их можно разбавлять воздухом или отходящими газами. Иногда дымовые газы служат для транспортировки угольной пыли и её подсушки во взвешенном состоянии. В этих случаях дымовые газы являются не только теплоносителем, но и физич. средой для переноса твёрдых тел, находящихся в пылевидном состоянии. Воздух как промежуточный теплоноситель используют в тех случаях, когда недопустимо загрязнение нагреваемого продукта сажей и золой, содержащимися в нек-рых дымовых газах. Чаще всего воздух как теплоноситель применяется в сушилках и в некоторых системах отопления помещений.

В качестве рабочих веществ для совершения механич. работы Г.распространены в газовых турбинах, в огнестрельном оружии, в реактивных двигателях и снарядах, а также в двигателях внутр. сгорания. Для наполнения дирижаблей и аэростатов используются Г., имеющие невысокую плотность.

Электрич. разряд в Г. (или парах) широко применяется в электротехнике для выпрямления переменного тока, преобразования постоянного тока в переменный, генерации электрич. колебаний, освещения газосветными лампами и мн. др. Подбором соответствующих газов или паров металлов можно повышать излучение газосветных ламп на заданном участке спектра. Этим достигается увеличение общей световой отдачи источника света (см. Электрический разряд в газах, Газосветная трубка).

Лит.: Кортунов А. К., Газовая промышленность СССР, М., 1967; Спейшер В. А., Сжигание газа на электростанциях и в промышленности, 2 изд., М., 1967; Использование газа в промышленных и энергетических установках, в сб.: Теория и практика сжигания газа, в. 3-4, Л., 1967 - 68; Рябцев И. И., Волков А. Е., Производство газа из жидких топлив для синтеза аммиака и спиртов, М , 1968. В. А. Спейшер.

ГАЗЫ в металлах. Г. попадают в твёрдые и жидкие металлы при их выплавке и электролитич. получении, при взаимодействии металлич. изделий с атмосферой. Напр., при произ-ве стали из чугуна в мартеновских печах или в конверторах в расплавленный металл из печной атмосферы попадают кислород и азот; при получении никеля электролизом его водных растворов твёрдый металл насыщается водородом, выделяющимся на катоде. Различают 3 вида взаимодействия между Г. и металлами: адсорбцию, растворение и образование химич. соединений.

При адсорбции Г. взаимодействуют только с поверхностью металла и образуют на ней плёнки толщиной, равной диаметру одной или неск. молекул. Адсорбция уменьшается при повышении темп-ры и понижении давления Г. над металлом. Г., адсорбированные на металлич. частях электровакуумных приборов (применяемых в измерит, аппаратуре), радиопередающих устройств, преобразователей электрич. энергии, в процессе эксплуатации десорбируются и нарушают устойчивую работу аппаратуры (напр., изменяют электропроводность). Удаление адсорбированных Г. при изготовлении такой аппаратуры достигается глубокой откачкой, применением поглотителей Г. (геттеров) и является одной из важнейших задач вакуумной техники.

Большинство Г., кроме инертных, образует с твёрдыми и жидкими металлами истинные растворы. Г., молекулы к-рых состоят из неск. атомов (напр., сернистый газ, углекислый газ, водород, азот), при растворении в металлах распадаются на атомы. Это облегчает внедрение Г. в металл, т. к. уменьшает энергию, необходимую для того, чтобы раздвинуть сильно взаимодействующие друг с другом атомы металла. Кроме того, часть затрачиваемой энергии компенсируется её выигрышем при химич. взаимодействии атомов Г. и металла. Поэтому растворение многоатомных газов сопровождается их диссоциацией. Напр., двухатомные газы водород и азот растворяются в железе по реакциям

Растворимость Г. в расплавленных металлах значительно выше, чем в твёрдых. Это часто приводит к ухудшению качества металлических слитков из-за образования в них газовых пузырей, внутренних раковин и пористости. Такие дефекты возникают вследствие того, что при постепенном затвердевании слитка (кристаллизации) в изложнице концентрация Г. в остающейся жидкости настолько повышается, что Г. выделяются в её объёме, а образующиеся при этом пузыри не успевают всплыть и удалиться до полного затвердевания слитка.

Г. часто образуют с металлами химич. соединения: окислы, сульфиды, нитриды. Эти соединения нерастворимы в металлах и выделяются в виде самостоятельных фаз - т. н. неметаллич. включений, присутствие к-рых сильно ухудшает механич. и антикоррозионные свойства металлов и сплавов. Поэтому в пром-сти применяются различные способы удаления Г. из металлов. Один из наиболее эффективных - использование вакуумирования. При этом благодаря понижению давления Г. происходит их выделение из металлов, протекающее особенно интенсивно, когда металл находится в расплавленном состоянии.

Широко распространены выплавка металлов и сплавов, особенно стали, в вакуумных печах, вакуумирование жидкого металла при разливке и в ковшах (см. Вакуумная плавка, Дегазация стали). С такой же целью применяют продувку жидкого металла инертными газами (напр., аргоном). В ряде случаев осуществляют плавку или нагрев металла в защитной газовой атмосфере, не содержащей компонентов, вредных для металла.

Лит.: Смителлс К., Газы н металлы, пер. с англ.. М.- Л., 1940; Вакуумная металлургия, М., 1962; Жуховицкий А. А., Шварцман Л. А., Физическая химия, М., 1963; Дэшман С., Научные основы вакуумной техники, пер. с англ., М., 1964. Л.А.Шварцман,

Л. В. Ванюкова.


армани официальный