Энциклопедия «Техника» (с иллюстрациями) - Александр Горкин

ГИДРОГЕНЕРÁТОР, генератор электрического тока, приводимый в действие гидравлической турбиной; ротор генератора соединён непосредственно с валом рабочего колеса турбины. Гидрогенераторы подразделяют: по мощности – малой (до 50 МВт), средней (50—150 МВт) и большой (св. 150 МВт); по частоте вращения – тихоходные (до 100 об/мин) и быстроходные (св. 100 об/мин). Выходное напряжение генераторов отечественного производства от 8.8 до 18 кВ; кпд 96.3—98.8 %; мощность от нескольких десятков до нескольких сотен мегаватт. Тихоходные гидрогенераторы большой мощности обычно изготовляют с вертикальной осью вращения (за исключением капсульных гидроагрегатов), быстроходные – как с горизонтальной, так и с вертикальной осью. В России большинство быстроходных гидрогенераторов устанавливают с вертикальной осью вращения. Мощные гидрогенераторы имеют впечатляющие размеры и массу; напр., ротор гидрогенератора Братской ГЭС (225 МВт) имеет диаметр 10 м и массу 1450 т, а ротор гидрогенератора Красноярской ГЭС (508 МВт) имеет диаметр 16 м и массу 1640 т. Первые отечественные гидрогенераторы мощностью 7.25 МВт были установлены в кон. 1920-х гг. на Волховской ГЭС им. Ленина. В нач. 1930-х гг. на Днепровской ГЭС были смонтированы гидрогенераторы мощностью 65 МВт, в 1960—70-х гг. были созданы уникальные гидрогенераторы мощностью 225.508 и 650 МВт для Братской, Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС.

ГИДРОИЗÓЛ, см. в ст. Битумные материалы.

ГИДРОИЗОЛЯ́ЦИЯ, защита строительных конструкций, зданий и сооружений от проникновения воды (антифильтрационная), а также материалов конструкций от вредного воздействия воды или какой-либо агрессивной жидкости. Для гидроизоляции применяют асфальтовые материалы (битумные и асфальтовые мастики, гидроизол и т. д.), минеральные (цементное покрытие, силикатные краски и т. д.), металлические (листы из латуни, меди, свинца, нержавеющей стали; их используют в наиболее ответственных случаях – в резервуарах, плотинах и т. д.) и пластмассы. Полимерные материалы в качестве гидроизоляционных получают преимущественное применение. Среди них различные лаки и краски, полимеррастворы и полимербетоны, полимерные плёнки для оклеечной гидроизоляции, герметики и стеклопластики. Изоляция элементов строительных конструкций от воды достигается разными способами. Напр., детали сооружений могут быть защищены оклеечной, обмазочной или окрасочной гидроизоляцией в зависимости от их расположения (в сооружении) и материала, из которого они изготовлены. Для изделий из пористых материалов (свай, труб, фундаментных блоков из известняка и туфа) используют гидроизоляцию пропиточную. Бывает и инъекционная гидроизоляция, когда вяжущий материал нагнетают в швы или трещины строительных конструкций.

ГИДРОЛОКÁТОР, гидроакустический прибор для обнаружения объектов в водной среде (подводных аппаратов, рыбных скоплений, затонувших судов) и определения их координат, для записи рельефа морского дна, дистанционного исследования состава донных слоёв грунта и т. д.

Первый гидролокатор был построен во Франции в 1918 г. Главными элементами гидролокатора являются гидроакустический излучатель, генерирующий звуковой импульс, и гидроакустический приёмник – гидрофон, принимающий отражённый эхосигнал. Принцип работы гидролокатора основан на измерении времени, в течение которого звуковой импульс проходит от излучателя до исследуемого объекта, а его отражённый эхосигнал возвращается после встречи импульса с исследуемым объектом. По известному времени прохождения акустического импульса от излучателя до объекта и эхосигнала от объекта до приёмника – гидрофона и скорости распространения звука в воде можно определить расстояние до объекта. Метод определения расстояния между объектами в воде по времени прохождения звукового импульса применяется в разнообразных акустических приборах, в частности в эхолотах – приборах для определения глубин.

В зависимости от назначения гидролокаторы имеют разнообразные конструктивные исполнения. Напр., для дистанционного зондирования состава верхнего слоя грунта применяются системы, главными элементами которых являются гидроакустические антенны, импульсный генератор и самописец для построения графика изменения размеров зёрен грунта. Для сейсмического зондирования применяются излучающая антенна, состоящая из «воздушных пушек» и буксируемая в толще воды, и принимающая антенна в виде шланга большой длины (до 10 км) с размещёнными в нём акустическими приёмниками. Гидролокатор обзора дна представляет собой буксируемые со скоростью до 8 узлов (14.8 км/ч) системы с регистрацией данных о рельефе дна на самописце. Гидролокатор бокового обзора морского дна обеспечивает измерение характеристик придонного слоя на глубинах до 30 м. Гидроакустические навигационные системы для определения координат судна содержат цифровой гидролокатор и маяк-ответчик и обеспечивают навигационную безопасность судов, определяют характеристики морского дна, измеряют координаты подводного оборудования, обеспечивают ориентацию водолазов и т. д.

Принцип работы гидролокатора:

1 – излучатель; 2 – приёмник; 3 – объект

Гидролокаторы для поиска и определения координат рыбных скоплений (рыболокаторы), устанавливаемые на добывающих судах, а также используемые при любительской ловле, представляют собой компактные приборы с видео – и цифровой информацией о местах расположения и размерах рыбных скоплений.

Рыболокатор

ГИДРОМЕТАЛЛУ́РГИ́Я, область металлургии, в которой извлечение металлов из руд, концентратов, техногенного сырья проводят при помощи водных растворов химических реагентов при температуре ниже 300 °C.

К гидрометаллургическим процессам относят выщелачивание, экстракцию, сорбцию, электролиз водных растворов. Выщелачивание – перевод металла или его соединения из сырья в водный раствор. Различают простое выщелачивание (растворение) или выщелачивание с химической реакцией, при котором происходит изменение химического состояния исходного вещества. При температуре выше 100 °C для выщелачивания используют автоклавы – герметичные аппараты, работающие при повышенных температурах и давлениях. Напр., автоклавное выщелачивание применяют при переработке урановых, алюминиевых, вольфрамовых руд и концентратов.

В результате выщелачивания образуется пульпа, продукты фильтрации которой – раствор и кек (твёрдый остаток). Экстракция, сорбция, электролиз – эти процессы используются для извлечения металлов из водных растворов, разделения компонентов растворов, концентрирования, очистки от примесей. Экстракция – перевод вещества из водного раствора в органическую фазу, не смешивающуюся с водной фазой (раствором). Сорбция – процесс извлечения веществ из раствора при помощи твёрдых ионообменных смол – ионитов. Электролиз – процесс осаждения металла из водного раствора на катоде под действием электрического тока (напр., так получают медь, никель, кобальт). Для ряда металлов электролиз проводят в расплаве солей (пирометаллургический процесс). Гидрометаллургия широко применяется в производстве более 70 цветных металлов, однако при этом пиро – и гидрометаллургические процессы совмещаются (производство алюминия, вольфрама, золота, урана, бериллия, редкоземельных и других металлов).

ГИДРОМОНИТÓР, устройство для создания мощных направленных водяных струй с целью разрушения и смыва горных пород и т. п. Используется при разработке россыпей, месторождений угля, песка, гравия и т. п., для намывки грунта при сооружении дамб, плотин. Энергию воды используют также для прокладки каналов, траншей, при создании оросительных систем, для очистки поверхностей зданий и т. п. Основной рабочий орган гидромонитора – насадка на водоподающем стволе, формирующая струю воды. Ствол может поворачиваться, изменяя направление полёта струи, управление стволом осуществляется вручную либо с пульта дистанционно. Вода в гидромонитор подаётся по трубопроводу от насосной станции, давление струи на выходе из насадки 1—35 МПа. Использование энергии водной направленной струи для разработки золотоносных и оловянных россыпей известно со 2-го тысячелетия. В России гидродобычу золота из золотосодержащих песков впервые осуществили на Урале в 1830 г.

Гидромонитор с дистанционным управлением

ГИДРОПРИ́ВОД МАШИ́Н (гидропривод, объёмный гидропривод), совокупность источника энергии и устройств с одним или несколькими объёмными гидравлическими двигателями для приведения в движение механизмов и машин с помощью жидкости под давлением.

В качестве источника энергии могут использоваться электрический или тепловой двигатель, жидкость под давлением и др. В зависимости от вида гидропередачи, т. е. устройства, транспортирующего и преобразующего энергию, различают гидростатический (объёмный) и гидродинамический приводы.