Г. и. с. представляет собой стеклянную, керамическую или металлическую (с прозрачным выходным окном) оболочку цилиндрической, сферической или иной формы, содержащую газ, иногда некоторое количество металла или др. вещества (например, галоидной соли) с достаточно высокой упругостью пара. В оболочку герметично вмонтированы (например, впаяны) электроды, между которыми происходит разряд. Существуют Г. и. с. с электродами, работающими в открытой атмосфере или протоке газа, например угольная дуга.
Различают газосветные лампы, в которых излучение создаётся возбуждёнными атомами, молекулами, рекомбинирующими ионами и электронами; люминесцентные лампы, в которых источником излучения являются люминофоры, возбуждаемые излучением газового разряда; электродосветные лампы, в которых излучение создаётся электродами, разогретыми разрядом.
В большинстве Г. и. с. используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, напримерв газосветных трубках), в импульсных лампах - искровой разряд,переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким [от 0,133 н/м 2( 10 -3мм рт. ст.) ],например натриевая лампа низкого давления ( рис. , a), высоким (от 0,2 до 15 ат,1 ат=98066,5 н/м 2) и сверхвысоким (от 20 до 100 ати более, например ксеноновые газоразрядные лампы ) давлением.
Г. и. с. применяют для общего освещения, облучения, сигнализации и др. целей. В Г. и. с. для общего освещения важны высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации. Наиболее массовыми Г. и. с. для общего освещения являются люминесцентные лампы ( рис. , б) .Световая отдача люминесцентных ламп достигает 80 лм/вт,а срок службы до 10 и более тыс. ч.Для освещения загородных автострад применяются натриевые лампы низкого давления со световой отдачей до 140 лм/вт,а для освещения улиц - ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью ( рис. , в) .Для специальных целей важны такие характеристики Г. и. с., как яркость и цвет (например, ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры,( рис. , г), спектральный состав и мощность (ртутно- таллиевые лампы погружного типа для промышленной фотохимии), мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (ксеноновые лампы в металлической 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 технологического приёма введения в лампу излучающих элементов в виде легколетучих соединений появились новые перспективы развития и применения Г. и. с. Например, ртутная лампа с добавкой иодидов таллия, натрия и индия обладает световой отдачей до 80-95 лм/вти хорошей цветопередачей. В натриевой лампе высокого давления ( рис. , д), создание которой 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 института», 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 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.
Газоразрядные приборы
Газоразря'дные прибо'ры,то же, что ионные приборы.
Газораспределение
Газораспределе'ниев 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 основных вида расположения клапанов: в головке цилиндров - верхняя, или подвесная, система ( рис. 1 , а) 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.
В судовых и тепловозных двигателях внутреннего сгорания ( дизелях ) в системе Г. имеются дополнительные кулачки и реверсивные устройства (см. Реверсирование ) ,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), которые 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.
Лит.см. при статьях Двигатель внутреннего сгорания и Дизель.
Г. С. Скубачевский
Рис. 2. Комбинированное клапанно-щелевое газораспределение.
Рис. 1. Клапанное газораспределение; а - верхняя, или подвесная, система; 6 - нижняя, или боковая, система.
Газораспределительная станция
Газораспредели'тельная ста'нция,служит для понижения давления газа до уровня, необходимого по условиям его безопасного потребления.
По назначению различают несколько типов Г. с.: станции на ответвлении магистрального газопровода (на конечном участке его ответвления к населённому пункту или промышленному объекту) производительностью от 5-10 до 300-500 тыс. м 3в час; промысловая Г. с. для подготовки газа (удаление пыли, влаги), добытого на промысле, а также для снабжения газом близлежащего к промыслу населённого пункта; контрольно-распределительные пункты, размещаемые на ответвлениях от магистральных газопроводов к промышленным или сельскохозяйственным объектам, а также для питания кольцевой системы газопроводов вокруг города (производительностью от 2-3 до 10-12 тыс. м 3в час); автоматическая Г. с. для снабжения газом небольших населённых пунктов, совхозных и колхозных посёлков на ответвлениях от магистральных газопроводов (производительностью 1-3 тыс. м 3в час): газорегуляторные пункты (производительностью от 1 до 30 тыс. м 3в 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. м 3вчас.
Г. с. на магистральных газопроводах понижают начальное давление газа (например, 5 Мн/м 2,т. е. 50 кгс/см 2) по одно-, двух- или трёхступенчатой схеме до 0,1 Мн/м 2и менее, на автоматических Г. с. давление снижается с 5,5 до 3-10 -2Мн/м 2-, на газорегуляторных пунктах высокое давление (1,2 или 0,6 Мн/м 2) снижается до среднего (0,3 Мм/м 2 ) или низкого (300 мм вод. ст.) .
Ю. М. Белодворский
Газорегуляторное устройство
Газорегуля'торное устро'йство,предназначено для автоматического снижения и поддержания на заданном уровне давления газа в газопроводе путем изменения количества газа, протекающего через регулирующий клапан. Г. у. состоит из регулирующего клапана, чувствительного и управляющего элементов. Различают Г. у.: прямого действия (дроссельный клапан перемещается в результате изменения конечного давления) и непрямого действия (чувствительный элемент воздействует на регулируемый орган самостоятельно 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.
Газорегуляторное устройство прямого действия: 1 - дроссельный клапан; 2 - мембрана; 3 - импульсная трубка; 4 - пружина (груз) мембраны.
Газорегуляторный пункт
Газорегуля'торный пункт,система устройств для автоматического снижения и поддержания постоянного давления газа в распределительных газопроводах. Г. п. включает регулятор давления для поддержания давления газа, фильтр для улавливания механических примесей, предохранительные клапаны, препятствующие попаданию газа в распределительные газопроводы при аварийном давлении газа сверх допустимых параметров, и контрольно-измерительные приборы для учёта количества проходящего газа, температуры, давления и телеметрического измерения этих параметров. Г. п. сооружаются на городских распределительных газопроводах, а также на территории промышленных и коммунально-бытовых предприятий, имеющих разветвленную 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/см 2) и высокого (до 12 кгс/см 2) давления (1 кгс/см 2= 0, 1Мн/м 2).
Газосветная трубка
Газосве'тная тру'бка,высоковольтный газоразрядный источник света,в котором используется излучение положительного столба тлеющего разряда.Г. т. изготовляют из стекла, по концам впаивают цилиндрические электроды из стали (реже никеля, алюминия и др. металлов), наполняют аргоном, неоном (реже др. газами) до давления 400-2100 н/м 2(3-16 мм рт. ст.) и некоторым количеством ртути, включают в сеть переменного тока через трансформатор 1,2-13 квс магнитным рассеянием. Г. т. имеют диаметр 10-30 мми длину 0,1-3 м.С целью расширения цветовой гаммы излучения и повышения световой отдачи внутренняя 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
Газоснабже'ние,организованная подача и распределение газового топлива для нужд народного хозяйства. Для Г. используются: газы природные горючие,искусственные газы, получаемые при термической переработке твёрдых и жидких топлив в газогенераторах и термических печах (см. Газификация топлив,сжиженные газы, получаемые на газобензиновых и нефтеперерабатывающих заводах при переработке нефти и попутных газов.
Природный газ является наиболее совершенным и экономичным видом топлива, ценным сырьём для химической промышленности (см. Газовая промышленность ) .С выявлением в СССР больших ресурсов природного газа получение искусственных газов, как менее экономичное и связанное с трудоёмкими процессами, утрачивает своё значение.
Наиболее крупные потребители природного газа - ТЭС и предприятия различных отраслей промышленности (машиностроение, чёрная и цветная металлургия, промышленность стройматериалов и др.). В коммунальном хозяйстве газ используется для приготовления пищи (в квартирах жилых зданий и на предприятиях общественного питания); для технологических нужд предприятий коммунально-бытового обслуживания; для нагревания воды, расходуемой для хозяйственно-бытовых и санитарно-гигиенических целей; для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий. Общее потребление природного газа в коммунальном хозяйстве СССР в 1970 составило 24,1 млрд. м 3,т. е. увеличилось по сравнению с 1965 в 1,8 раза, а к 1975 достигнет примерно 40 млрд. м 3.
Г. городов и промышленных предприятий природными и искусственными газами осуществляется по магистральным газопроводам,транспортирующим газ от мест его добычи или производства к потребителям. Приём газа населённым пунктом или промышленным объектом производится на контрольно-распределительном пункте, где газ редуцируется до допускаемого нормами давления и поступает в городскую газовую сеть или на промышленное предприятие. Различают системы Г. централизованные, в которых распределение газа потребителям производится по городской 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 значительном расстоянии от магистральных газопроводов.
Транспортировка сжиженных газов от газобензиновых заводов к потребителям осуществляется по продуктопроводам, железнодорожными и автомобильными цистернами, а также в баллонах; получает развитие морской транспорт сжиженных газов специальными судами - газовозами.Доставка основного количества сжиженных газов на большие расстояния производится в железнодорожных цистернах. Для перевозки сжиженных газов с заводов и кустовых баз в СССР применяются также автоцистерны ёмкостью 12-15 м 3,а на небольшие расстояния - ёмкостью 4 м 3. 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 металлическом 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, промышленных предприятий, дальнейшее расширение областей использования природного газа повышают уровень культуры производства и быта населения. Наряду с этим высокий кпд газовых приборов позволяет сократить расходы топлива на технологические и коммунально-бытовые нужды, снизить долю др. видов топлива в топливном балансе, разгрузить железнодорожный и водный транспорт. Перевод ТЭЦ и котельных с многозольного топлива на газ, применение сжиженного газа в качестве топлива для автомобильного 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. Майзельс.
Газоспасательное дело
Газоспаса'тельное де'ло,комплекс мероприятий по обеспечению газобезопасности работы газо-, взрыво- и пожароопасных промышленных предприятий (добывающих, перерабатывающих или потребляющих токсические, удушающие или взрывчатые газы, легковоспламеняющиеся жидкости, металлические, угольные, алюминиевые порошки, карбонилы и др.). Г. д. включает профилактику аварий и ликвидацию их последствий, наблюдение за содержанием вредных и опасных примесей в воздухе промышленных помещений, проверку средств газовой защиты, обучение персонала предприятий пользованию ими и пр. Для спасения людей при авариях, сопровождающихся повышением содержания отравляющих газов в воздушной среде, ликвидации последствий таких аварий и оказания помощи пострадавшим, а также для проведения профилактики по газобезопасности выполнения газоопасных работ на предприятиях организуется газоспасательная служба: профессиональная (газоспасательные станции) или добровольная (добровольные газоспасательные дружины). Положения о газоспасательной службе, табели технического оснащения и инструкции, регламентирующие её деятельность, утверждаются отраслевыми министерствами, имеющими на предприятиях эту службу, по согласованию с Госгортехнадзором СССР.
Газоспасательные станции оснащены кислородными изолирующими респираторами, воздушными аппаратами, шланговыми противогазами и фильтрующими промышленными 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 горноспасательных частях (см. Горноспасательное оборудование ) .
Лит.:Бухман Я. 3., Газоспасательное дело, М., 1963.
П. М. Соловьев.
Газотрон
Газотро'н[от газ и (элек) трон ], двухэлектродный ионный прибор,используемый в качестве вентиля с неуправляемым электрическим разрядом. Г. применяют главным образом в высоковольтных выпрямителях переменного электрического 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/м 2) либо паров ртути под давлением 0,001-0,01 мм рт. ст.( рис. ).
Катод, как правило, помещают в металлический (тепловой) экран для облегчения теплового режима работы. Выпрямляющее действие Г. обусловлено тем, что при положительном полупериоде переменного напряжения на аноде, превышающего напряжение зажигания Г., между анодом и катодом возникает несамостоятельный дуговой разряд,который поддерживается небольшим напряжением горения (10-30 в) ,а при отрицательном полупериоде анод находится под максимально выпрямляемым напряжением и ток в Г. практически отсутствует. Напряжение горения мало зависит от протекающего тока, который для различных маломощных Г. колеблется в пределах 0,01-0,5 а,а для мощных - 15-150 а.Вследствие незначительного падения напряжения (напряжение горения) при дуговом разряде выпрямители с Г. имеют высокий кпд (95-99%). Допустимая температура 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 - тунгары - с напряжением на аноде до 300 в,нормальные - до 15 кви 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.
Мощный газотрон ВГ-163 с ртутным наполнением: 1 - оксидный подогревный катод; 2 - тепловой экран, соединенный с катодом; 3 - графитовый анод; 4 - горловина газотрона, в которой находятся капли ртути; 5 - тепловой экран.
Газотурбинная электростанция
Газотурби'нная электроста'нция,тепловая электростанция, в которой в качестве привода электрического 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 главным образом 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 Мвт.Так, в США и Великобритании тепловые блоки мощностью свыше 500 Мвт,как правило, снабжаются газотурбинными установками мощностью 25-35 Мвтдля покрытия нагрузок в часы «пик». Получили также распространение автоматические Г. э. на базе авиационных турбин с 2-4 газовыми турбоагрегатами (каждый мощностью 10-20 Мвт) .Конструктивно Г. э. могут быть размещены на полуприцепах-фургонах или железнодорожных 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 временных 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 без-регенерационного типа, кпд порядка 20-25%; стоимость установленного квттаких электростанций составляет примерно 50% стоимости установленного квтсовременной ТЭС. Г. э. имеют, как правило, высокую степень автоматизации и дистанционное управление. Пуск станции и приём нагрузки, а также работа вспомогательного оборудования (например, пополнение топливных и масляных баков) обычно автоматизируются. Передвижные Г. э. применяются редко, т. к. имеют низкий кпд и относительно высокую стоимость оборудования по сравнению, например, с дизельными электростанциями.Существуют проекты атомных Г. э. (США), в которых рабочий газ (гелий), нагретый до 800-1000°С, будет поступать от высокотемпературных графито-газовых реакторов.
Перспективны комбинированные парогазотурбинные 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, размещенным на одном валу с турбиной. Технология, схема Г. э. отличается простотой, малым количеством вспомогательного оборудования и трубопроводов. Комбинированная ПГУ в нормальном режиме работает по паротурбинному циклу, а для покрытия нагрузок в часы «пик» в энергосистеме переключается на парогазовый цикл. При этом удаётся получать высокие начальные температуры рабочего тела и сравнительно низкие температуры отвода тепла, что и определяет повышенный кпд у ПГУ при некотором снижении капитальных затрат.
Первая в СССР паро-газотурбинная установка общей мощностью 16 Мвтбыла 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 температуру газа перед турбиной 700-770°С; серийная паровая турбина (160 Мвт) -на параметры пара 13 Мн/м 2и 565/565 °С; высоконапорный парогенератор производительностью 450 т/ч -на параметры пара 14 Мн/м 2и 570/570°С.
Лит.см. при статьях Газовая турбина, Передвижная электростанция.
В. А. Прокудин.