Большая Советская Энциклопедия (ГА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (книга бесплатный формат txt) 📗
Газовая турбина
Га'зовая турби'на, тепловой двигатель непрерывного действия, в лопаточном аппарате которого энергия сжатого я нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу. Нагревание сжатого газа может осуществляться в камере сгорания, ядерном реакторе и др. Первые Г. т. появились в конце 19 в. как часть газотурбинного двигателя и по конструктивному выполнению были близки к паровой турбине . Г. т. представляет собой ряд последовательно расположенных неподвижных лопаточных венцов соплового аппарата и вращающихся венцов рабочего колеса, образующих её проточную часть. Сопловой аппарат в сочетании с рабочим колесом составляет ступень турбины. Ступень состоит из статора, в который входят неподвижные детали (корпус, сопловые лопатки, бандажные кольца), и ротора, представляющего собой совокупность вращающихся частей (рабочие лопатки, диски, вал).
Г. т. классифицируют по направлению газового потока, количеству ступеней, способу использования теплоперепада и способу подвода газа к рабочему колесу. По направлению газового потока различают Г. т. осевые (наиболее распространены) и радиальные, а также диагональные и тангенциальные. В осевых газовых турбинах (рис. ) поток в меридиональном сечении движется в основном вдоль оси турбины, в радиальных турбинах — перпендикулярно оси. Радиальные турбины могут быть центростремительными и центробежными. В диагональной турбине газ течёт под некоторым углом к оси вращения турбины. Рабочее колесо тангенциальной турбины не имеет лопаток, такие турбины применяются при очень малом расходе газа, например в приборах. Г. т. бывают одноступенчатые и многоступенчатые. Число ступеней определяется назначением турбины, её конструктивной схемой, мощностью, развиваемой одной ступенью, а также срабатываемым перепадом давления. По способу использования располагаемого теплоперепада различают турбины со ступенями скорости, в рабочем колесе которых происходит только поворот потока, без изменения давления (активные турбины), и турбины со ступенями давления, в которых давление уменьшается как в сопловых аппаратах, так и на рабочих лопатках (реактивные турбины). Газ может подводиться к рабочему колесу по части окружности соплового аппарата (парциальные Г. т.) или по полной его окружности.
Процесс преобразования энергии в многоступенчатой турбине состоит из ряда последовательных процессов в отдельных ступенях. Сжатый и подогретый газ с начальной скоростью поступает в межлопаточные каналы соплового аппарата, где в процессе расширения происходит преобразование части располагаемого теплоперепада в кинетическую энергию вытекающей струи. Дальнейшее расширение газа и преобразование теплоперепада в полезную работу происходит в межлопаточных каналах рабочего колеса. Поток газа, действуя на рабочие лопатки, создаёт крутящий момент на валу турбины. При этом абсолютная скорость газа уменьшается. Чем меньше эта скорость, тем большая часть располагаемой энергии газа преобразуется в механическую работу на валу турбины. Рабочие лопатки воспринимают усилия, возникающие как вследствие изменения направления скорости газа, обтекающего их (активное действие потока), так и в результате ускорения потока газа при его относительном движении в межлопаточных каналах (реактивное действие потока).
Совершенство Г. т. характеризуется эффективным кпд, представляющим собой отношение работы, снимаемой с вала, к располагаемой энергии газа перед турбиной. Эффективный кпд современных многоступенчатых турбин достигает 0,92— 0,94.
Большой вклад в развитие Г. т. внесли советские учёные Б. С. Стечкин, Н. Р. Брилинг, В. В. Уваров, Г. С. Жирицкий, К. В. Холщевиков, И. И. Кириллов и др. Значительных успехов в создании Г. т. для стационарных и передвижных газотурбинных установок достигли зарубежные фирмы (швейцарская «Броун-Бовери», в которой работал известный словацкий учёный А. Стодола, и «Зульцер», американская «Дженерал электрик» и др.).
Дальнейшее развитие Г. т. зависит от возможности повышения температуры газа перед турбиной, что связано с созданием жаропрочных материалов и надёжных систем охлаждения лопаток, совершенствования проточной части и др.
Применение Г. т. и литературу см. в статьях Газотурбинный двигатель , Авиационная газовая турбина , Газотурбинная электростанция .
В. С. Бекнев.
Рабочая часть двухступенчатой осевой газовой турбины: 1 — сопловая лопатка 1-й ступени; 2 — рабочее колесо 1-й ступени; 3 — сопловая лопатка 2-й ступени; 4 — рабочее колесо 2-й ступени.
Газовое освещение
Га'зовое освеще'ние, см. в ст. Освещение .
Газовое отопление
Га'зовое отопле'ние, вид отопления, при котором в качестве топлива используются горючие газы, а отопительные приборы, приспособленные для сжигания газа, устанавливаются непосредственно в обогреваемых помещениях. В систему Г. о. входят также газопроводы, подводящие газ к отопительным приборам, запорно-регулирующая арматура и автоматически действующие приборы безопасности пользования газом (см. Газоснабжение ).
Отопительные приборы Г. о. бывают различных конструкций. Для помещений большого объёма часто применяют инфракрасные газовые излучатели, располагаемые обычно под потолком, в которых пространство, где происходит горение, открыто в помещение. Инфракрасный газовый излучатель представляет собой кожух в виде повёрнутого к полу рефлектора, в нижней части которого помещена насадка из плоских керамических плиток, имеющих большое количество мелких (диаметром до 1,5 мм ) отверстий. Горючая смесь (газ с воздухом) подаётся в пространство между кожухом и насадкой, откуда выходит ровным потоком через отверстия, и поджигается запальной свечой. Керамические плитки разогреваются до температуры 700—900 °С, после чего дальнейшее горение газа идёт на раскалённой поверхности насадки, которая и является элементом, излучающим поток тепла в отапливаемую зону помещения. При поверхностном (беспламенном) горении происходит более полное сжигание газа, благодаря чему окись углерода в продуктах сгорания почти полностью отсутствует. Продукты сгорания удаляются из помещения вместе с воздухом вентиляционными устройствами.
Лучшими в гигиеническом отношении являются газовые отопительные приборы с отводом продуктов сгорания в атмосферу, например камины, а также приборы с изолированными от помещения газоходом и топливником, к которому необходимый для горения воздух подводится снаружи. Эти приборы устанавливаются обычно у наружных стен под окнами. Они состоят из корпуса-нагревателя с топливником, где сжигается газ, и надеваемого на него защитного кожуха, имеющего отверстия для прохода подогретого воздуха в помещение. Корпус-нагреватель сообщается с наружным воздухом двумя проходящими через стену каналами: по одному к топливнику подводится наружный воздух, а по другому — отводятся наружу прошедшие через корпус-нагреватель и отдавшие тепло продукты сгорания.
Г. о. в СССР применяется главным образом в некоторых производственных, а также в общественных зданиях с временным пребыванием людей. Вместе с тем газ широко применяется для отопления как топливо в котлах (реже — воздухоподогревателях) систем водяного, парового и воздушного отопления. Целесообразность широкого использования газа для отопления промышленных и коммунально-бытовых предприятий, а также в котельных централизованного теплоснабжения, особенно в крупных городах, в значительной мере определяется тем, что продукты его сгорания почти не загрязняют воздушный бассейна города, подача газа к потребителям происходит по трубопроводам, не загружается транспорт. Внедрение автоматики и дистанционного управления при сжигании газа создаёт благоприятные условия для безопасности его применения. Котельные, работающие на газовом топливе, могут располагаться в верхнем этаже отапливаемого здания. Газ может использоваться также в комбинированных установках, которые обеспечивают зимой отопление зданий, а летом — их охлаждение.
