|
Напор, м
Мощность, Мвт
ПЛ-10
3-10
4
0,6-49
РО-45
30-45
6,5-265
ПЛ-15
5-15
4
1,3-88
РО-75
40-75
9,7-515
ПЛ-20
10-20
4
3,3-115
PO-1 15
70-115
21,5-810"
ПЛ-30
15-30
5
6-180
РО-170
110-170
34-900*
ПЛ-40
20-40
6
8,2-245
РО-230
160-230
29,5-920*
ПЛ-50
30-50
7
13-280
РО-310
220-310
31-485
ПЛ-60
40-60
8
15-315
РО-400
290-400
31-280
ПЛ-70
45-70
8
15,8-350
РО-500
380-500
33-195
ПЛ-80
50-80
8
17-385
* Верхний предел показывает мощности, технически возможные. К 1970 макс, единичная мощность работающих гидроагрегатов достигла 500 Мвт.
и радиально-осевые. По способу регулирования мощности реактивные Г. бывают одинарного и двойного регулирования. К Г. одинарного регулирования относятся Г., содержащие направляющий аппарат с поворотными лопатками, через к-рый вода подводится к рабочему колесу (регулирование в этих Г. производится изменением угла поворота лопаток направляющего аппарата), и лопастнорегу-лируемые Г., у к-рых лопасти рабочего колеса могут поворачиваться вокруг своих осей (регулирование в этих Г. производится изменением угла поворота лопастей рабочего колеса). Г. двойного регулирования содержат направляющий аппарат с поворотными лопатками и рабочее колесо с поворотными лопастями. Поворот-нолопастные Г., применяемые на напоры до 150 м, могут быть осевыми и диагональными гидротурбинами. Разновидностью осевых являются двух-перовые, в к-рых на каждом фланце размещаются по две лопасти вместо одной. Радиально-осевые Г. одиночного регулирования применяют на напоры до 500-600 м. Активные Г. строят преим. в виде ковшовых Г. и применяют на напоры выше 500-600 м; их делят на парциальные и непарциальные. В парциальных Г. вода к рабочему колесу подводится в виде струй через одно или неск. сопел и поэтому одновременно работает одна или неск. лопастей рабочего колеса. В непарциальных Г. вода подводится одной кольцевой струёй и поэтому одновременно работают все лопасти рабочего колеса. В активных Г. отсасывающие трубы и спиральные камеры отсутствуют, роль регулятора расхода выполняют сопловые устройства с иглами, перемещающимися внутри сопел и изменяющими площадь выходного сечения. Крупные Г. снабжаются автоматич. регуляторами скорости.
Рис. 7. Проточная часть реактивной гидротурбины.
По расположению вала рабочего колеса Г. делятся на вертикальные, горизонтальные и наклонные. Сочетание Г. с гидрогенератором наз. гидроагрегатом. Горизонтальные гидроагрегаты с поворотно-лопастными или пропеллерными Г. могут выполняться в виде капсулъного гидроагрегата.
Широкое распространение получили обратимые гидроагрегаты для гидроак-кумулирующих и приливных электростанций, состоящие из насосо-турбины (гидромашины, способной работать как в насосном, так и в турбинном режимах) и двигателя-генератора (электромашины, работающей как в двигательном, так и в генераторном режимах). В обратимых гидроагрегатах применяются только реактивные Г. Для приливных электростанций используются капсульные гидроагрегаты.
В 1962 в СССР разработана номенклатура поворотнолопастных и радиально-осевых Г., в к-рой даются система типов и размеров Г. и их основные гидравлич. и конструктивные характеристики (табл.). Эта номенклатура основана на закономерном изменении зависимостей геом. и гидравлич. параметров рабочих колёс от напора.
Осн. тенденциями в развитии Г. являются: увеличение единичной мощности, продвижение каждого типа Г. в область повышенных напоров, совершенствование и создание новых типов Г., улучшение качества, повышение надёжности и долговечности оборудования. В СССР созданы и успешно работают Г. радиаль-но-осевого типа мощностью 508 Мет на расчётный напор 93 м с диаметром рабочего колеса 7,5 м для Красноярской ГЭС, разрабатываются Г. такого же типа для Саянской ГЭС (единичная мощность 650 Мвт, расчётный напор 194 м, диаметр рабочего колеса 6,5 м).
Больших успехов в создании Г. достигли фирмы: "Хитати", "Мицубиси", "Тосиба" (Япония), "Нохаб" (Швеция), "Нейрпик" (Франция), "Инглиш электрик" (Великобритания), "Фойт" (ФРГ) и др. Напр., япон. фирмой "Тосиба" проектируются Г. для ГЭС Гранд-Кули-III единичной мощностью 600 Мет на напор 87 м с диаметром рабочего колеса 9,7 м.
Лит.: Шпанхаке В., Рабочие колёса насосов и турбин, пер. с нем., ч. 1, M.- Л., 1934; Турбинное оборудование гидроэлектростанций, под ред. А. А. Морозова, 2 изд.. М. -Л., 1958; Ковалев H. H., Гидротурбины, М.-Л., 1961; Кривченко Г. И., Автоматическое регулирование гидротурбин, М.-Л., 1964; Tenot A., Turbines hydrauliques et regulateurs automa-tiques de vitesse, v. 1-4, P., 1930-35.
M. Ф. Красилъников.
ГИДРОУГОЛЬ, Всесоюзный н. -и. и проектно-конструктор-ский ин-т добычи угля гидравлическим способом (ВНИИГидроуголь), организован в 1955 в Новокузнецке Кемеровской обл. Осн. тематика ин-та: создание и совершенствование техники и технологии подземной добычи угля гидравлич. способом. По структуре ин-т является комплексным. Включает науч. и проектную части, экспериментальный з-д, шах-томонтажное управление пуско-наладочных работ и вычислит, центр. Издаёт ;Труды; (с 1962).
ГИДРОУДАРНОЕ БУРЕНИЕ, способ проходки скважин, при к-ром разрушение породы на забое осуществляется погружными (работающими непосредственно в скважине) гидравлич. забойными машинами ударного действия.
Первые патенты на гидроударные машины были выданы в кон. 19 в., а работоспособные модели созданы в 1900-07 и применялись для бурения скважин на нефть на Кавказе.
Гидроударная машина приводится в действие энергией потока жидкости, нагнетаемой насосом с поверхности по колонне бурильных труб. Эта жидкость очищает забой от продуктов разрушения породы и удаляет их на поверхность. При бурении с отбором керна применяются коронки буровые, армированные вставками из твёрдого сплава; при бурении сплошным забоем - лопастные и шарошечные долота. Гидроударные машины для бурения на твёрдые полезные ископаемые при расходе промывочной жидкости 100- 300 л/мин имеют энергию единичного удара 70-80 дж (7-8 кгс-м) и частоту ударов 1200-1500 в мин', осевая нагрузка на забой создаётся в пределах 4000 - 8000 н (400-800 кгс), частота вращения снаряда 25-100 об/мин в зависимости от твёрдости и абразивности проходимых пород.
Рациональная область применения Г. б. - породы средней и высокой твёрдости, к-рые наиболее эффективно разрушаются под действием ударных нагрузок. Гидроударные машины обеспечивают повышение производит, бурения в 1>5-1,8 раза при снижении стоимости на 20-30% по сравнению с твердосплавным и алмазным бурением вращат. способом.
Лит.: Ударно-вращательное бурение скважин гидроударниками, М., 1963; Теория и практика ударно-вращательного бурения, М 1967. Л. э. Граф, А. Т. Киселёв.
ГИДРОУЗЕЛ, узел гидротех-нич. сооружений, группа гид-ротехнич. сооружений, объединённых по расположению и условиям их совместной работы. В зависимости от осн. назначения Г. делятся на энергетич., водно-трансп., водозаборные и др. Г. чаще всего бывают комплексные, одновременно выполняющие несколько водохоз. функций. Различают Г.: низконапорные,- когда разность уровней воды верхнего и нижнего бьефов (напор) не превышает 10 м, - устраиваемые на равнинных реках, преим. в пределах их русла (гл. обр. для трансп. или энергетич. целей), и на горных реках (для забора воды с целью получения электроэнергии или орошения земель); средненапор-н ы е (с напором 10-40л)-на равнинных или предгорных участках рек, предназначенные гл. обр. для транспортно-энерге-тич;, а также ирригац. целей (создаваемый ими подпор приводит к затоплению поймы реки в верхнем бьефе, образуя водохранилище, используемое для суточного и сезонного регулирования стока реки, осветления воды, борьбы с наводнениями и т. п.); в ы с о к о н а-п о р н ы е (с напором более 40 м), служащие обычно для комплексных целей - энергетики, транспорта, ирригации и др.
Сооружения, входящие в состав Г., подразделяются на основные и вспомогательные. Основные сооружения, обеспечивающие нормальную работу Г., в свою очередь, делятся на общие (плотины, поверхностные и глубинные водосбросы, сооружения для удаления льда, шуги, наносов, регуляционные, сопрягающие и др.), обеспечивающие необходимые напор и ёмкость водохранилища, а также гидравлич. условия, отвечающие изменённому гидрологич. режиму реки (см. Гидротехнические сооружения), и специальные (ГЭС, судоходные шлюзы, судоподъёмники, рыбоходы, бревноспуски, плотоходы и т. д.), выполняющие те функции, для к-рых был создан Г. К вспомогат. сооружениям относятся жилые, адм.-хоз. и культурно-бытовые здания, сооружения водопровода и канализации, дороги и т. п. Временные сооружения (перемычки, склады строит, материалов, бетонные и арматурные з-ды, мастерские, подъездные пути и пр.) обычно функционируют в период строительства Г., но нек-рые из них иногда совмещают с постоянными (напр., путём включения перемычек в состав плотины). Прочие сооружения -транзитные дороги и мосты, проходящие в зоне Г. (напр., пересечение Калининской ж. д. с каналом им. Москвы в р-не расположения шлюза № 8), промышленные предприятия, возникшие на его базе и использующие его электроэнергию и т. п., связываются с Г. гл. обр. территориально.
Место размещения Г., т. е. тех его сооружений, к-рые образуют т. н. напорный фронт, наз. створом. Взаимное расположение осн. сооружений, называемое компоновкой Г., представляет собой сложную инж. задачу, решаемую с учётом эксплуатац., строит, и тех-нико-экономич. требований. Большое разнообразие природных и местных условий не позволяет установить единые правила для размещения и компоновки Г. Эти вопросы решаются каждый раз индивидуально с учётом всего комплекса условий, требований и характера взаимодействия сооружений.
Помимо разрешения водохоз. задач, сооружения Г. должны отвечать и эстетическим требованиям; они служат созданию арх. ансамбля, органически связанного с окружающей природой. Вся терр. гидроузла имеет чёткое архитектурно-функцион. зонирование. Нередко гидро-технич. комплекс влияет на планировку и застройку расположенных поблизости старых и вновь возникающих городов, посёлков, заводов (Волховская ГЭС и г. Волхов, Днепрогэс и г. Запорожье). Гидроузлы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, могут иметь единое архитектурно-стилевое решение (каскад Верхневолжских гидроузлов, СССР). Главные сооружения, организующие архитектурный ансамбль Г.,- плотина, гидроэлектростанция, судоходный шлюз с подходными каналами. На рис. 1 показана схема Красноярского Г. на р. Енисей транспортно-энергетич. назначения. В его состав входят водосливная и глухая бетонные плотины, ГЭС мощностью 5 млн. кет и судоподъёмник, расположенный на левом берегу реки. На рис. 2 приведён план строящегося Нурек-ского Г. на р. Вахш, к-рый предназначен для регулирования стока реки в целях орошения и получения гидроэнергии. Г. включает самую высокую в мире каменно-земляную плотину (вые. 300 м), береговой водосброс, туннельный водозабор, здание ГЭС и др.
Илл. см. на вклейке, табл. XIX, XX (стр. 512-513).
Лит. см. при ст. Гидротехника.
В. Н. Поспелов.
ГИДРОФИЗИКА, раздел геофизики, изучающий физ. процессы, протекающие в водной оболочке Земли (гидросфере). К общим вопросам, изучаемым Г., относятся: молекулярное строение воды во всех трёх её состояниях (жидком, твёрдом, газообразном); физ. свойства воды, снега, льда - тепловые (теплопроводность, теплоёмкость), радиац., электрич., радиоактивные, акустич., механич. (упругость, вязкость и др.), а также процессы, происходящие в водоёмах - динамические (течения, волны, приливы и отливы), термические (нагревание и охлаждение водоёмов, испарение и конденсация, образование и таяние льда и снега), распространение, поглощение и рассеяние света в толще воды, снега и льда.
Г. подразделяется на физику моря и физику вод суши. Последняя исследует реки, озёра, водохранилища, подземные воды и др. водные объекты на материках применительно к задачам гидрологии суши, а также термич. и динамич. процессы изменения запасов влаги в речных бассейнах (в верхнем, корнеобитаемом слое почво-грунтов и на поверхности - D снежном покрове, ледниках и снежниках). В физике вод суши развитие получили вопросы турбулентного движения воды, перенос турбулентными потоками наносов и взаимодействия потока и русла. Эта совокупность вопросов выделилась в особую дисциплину - динамику руслового потока. Довольно широко разработана термика пресных водоёмов - закономерности образования и роста поверхностного и внутриводного льда, тепловой баланс водоёмов и снежного покрова и т. п. В физике моря изучаются процессы, происходящие в морях и океанах: динамика морских течений, приливных, поверхностных и внутр. волн, взаимодействие моря с атмосферой, термика, акустика, оптика моря и др.
Лит.: Шулейкин В. В., Физика моря, 4 изд., М., 1968; Великанов М. А., Гидрология суши, 5 изд., Л., 1964; Лебедев А. Ф., Почвенные и грунтовые воды, 4 изд., М. - Л., 1936.
77. 77. Кузьмин.
ГИДРОФИЛИЯ (от гидро... и греч. philia - любовь), приспособленность цветков нек-рых водных растений к опылению под водой (напр., у роголистника, наяды, взморника). Гидрофилами наз. также погружённые в воду растения (см. Гидатофиты ).
ГИДРОФИЛЬНОСТЬ И ГИДРОФОБНОСТЬ, понятия, характеризующие сродство веществ или образованных ими тел к воде; это сродство обусловлено силами межмолекулярного взаимодействия. Слова ;гидрофильный; и ;гидрофобный; могут относиться в равной степени к веществу, к поверхности тела и к тонкому (в пределе - толщиной в одну молекулу) слою на границе раздела фаз (тел). Г. и г.- частный случай лиофилъности и лио-фобности - характеристик молекулярного взаимодействия веществ с различными жидкостями.
Общей мерой гидрофильное™ служит энергия связи молекул воды с поверхностью тела; её можно определить по теплоте смачивания, если вещество данного тела нерастворимо. Гидрофобность следует рассматривать как малую степень гидрофильности, т. к. между молекулами воды и любого тела всегда будут действовать в большей или меньшей степени межмолекулярные силы притяжения. Г. и г. можно оценить по растеканию капли воды на гладкой поверхности тела. На гидрофильной поверхности капля растекается полностью, а на гидрофобной - частично, причём величина угла между поверхностями капли и смачиваемого тела зависит от того, насколько данное тело гидро-фобно. Гидрофильны все тела, в которых интенсивность молекулярных (атомных, ионных) взаимодействий достаточно велика. Особенно резко выражена гидрофильность минералов с ионными кристаллич. решётками (напр., карбонатов, силикатов, сульфатов, глин и др.), а также силикатных стёкол. Гид-рофобны металлы, лишённые окисных плёнок, органич. соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (напр., парафины, жиры, вески, нек-рые пластмассы), графит, сера и др. вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием .
Понятия Г. и г. применимы не только к телам или их поверхностям, но и к единичным молекулам или отд. частям молекул. Так, в молекулах поверхностно-активных веществ различают гидрофильные (полярные) и гидрофобные (углеводородные) группы. Гидрофильность поверхности тела может резко измениться в результате адсорбции таких веществ.
Повышение гидрофильности наз. гидрофилизацией, а понижение - гидрофобизацией. Оба эти явления играют важную роль при обогащении руд методом флотации. В текст, технологии гидрофилизация тканей (волокон) необходима для успешного крашения, беления, стирки и т. д., а гидрофо-бизация - для придания тканям водостойкости и непромокаемости (см. Гидрофобные покрытия).
ГИДРОФИЛЬНЫЕ КОЛЛОИДЫ, дисперсные системы, в к-рых диспергированное вещество взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобностъ.
ГИДРОФИТЫ (от гидро... и греч. phy-ton - растение), водные растения, прикреплённые к почве и погружённые в воду только нижними своими частями. Г. обитают по берегам рек, озёр, прудов и морей, а также на болотах и заболоченных лугах (т. н. гелофиты). Нек-рые Г. могут расти на влажных полях в качестве сорняков, как, напр., частуха, тростник и др. Корневая система у Г. хорошо развита и служит как для проведения воды и растворённых в ней питат. веществ, так и для укрепления растений на местах их обитания. В отличие от гидатофитов, Г. имеют хорошо развитые механич. ткани и сосуды, проводящие воду. В тканях Г. много межклетников н возд. полостей, по к-рым доставляется воздух в нижние части растения, т. к. в воде меньше кислорода, чем в воздухе. Из культурных растений к Г. относится рис. Многие Г., участвуя в процессе зарастания водоёмов, являются торфообразователями. Нек-рые Г., особенно среди однодольных растений, служат кормом для скота. См. также Водные растения.
ГИДРОФИЦИРОВАННАЯ КРЕПЬ, гидравлическая крепь, горная крепь, в к-рой работа несущих элементов (стоек), передвижение крепи, перемещение перекрытий, защитных кожухов и вспомогат. узлов осуществляются с помощью гидравлпч. устройств. См. Механизированная кпепъ.
ГИДРОФОБИЯ (от гидро... и греч. phobos - боязнь, страх), водобоязнь, устаревшее название бешенства.
ГИДРОФОБНЫЕ КОЛЛОИДЫ, дисперсные системы, в к-рых диспергированное вещество не взаимодействует с дисперсной средой (водой). См. Гидрофильность и гидрофобностъ.
ГИДРОФОБНЫЕ ПОКРЫТИЯ, тонкие слои несмачивающихся водой веществ на поверхности гидрофильных материалов. Г. п. часто наз. водоотталкивающими, что неправильно, т. к. молекулы воды не отталкиваются от них, а притягиваются, но крайне
|
