Гидроторф (способ разработки торфа)
Гидрото'рф, способ разработки залежей торфа при помощи гидромеханизации. Получил широкое развитие в 20-х и 30-х гг. 20 в. и способствовал в тот период созданию крупных торфяных предприятий индустриального типа. Полностью заменен более производительными способами. См. Торф.
Гидротропи'зм (от гидро... и греч. trópos — поворот, направление), изгибы растущих органов растений, в особенности корней, по направлению от менее влажной среды к более влажной. Благодаря Г. при неравномерном распределении влажности в почве корни растений направляются в более влажные её участки. Гидротропическая чувствительность сосредоточена в самом кончике корня. Иногда наблюдается отрицательный Г., например спорангиеносцы многих плесневых грибов растут в сторону от влажного субстрата. См. также Тропизмы.
Гидротро'пия, повышение растворимости в воде слабо растворимых (обычно органических) веществ под влиянием хорошо растворимых. Гидротропным действием, т. е. свойством усиливать растворяющую способность водной среды, обладают многие органические кислоты, их соли, спирты, некоторые аминосоединения, ферменты и др. Г. обусловлена изменением молекулярных свойств водной среды; в отличие от солюбилизации, Г. не связана с обязательным возникновением в растворе мицелл — частиц новой, дисперсной (коллоидной) фазы.
Лит.: McBain М. Е., Hutchinson Е., Solubilization and related phenomena, N. Y., 1955.
Гидротурби'на, гидравлическая турбина, водяная турбина, ротационный двигатель, преобразующий механическую энергию воды (её энергию положения, давления и скоростную) в энергию вращающегося вала. По принципу действия Г. делятся на активные и реактивные. Основным рабочим органом Г., в котором происходит преобразование энергии, является рабочее колесо. Вода подводится к рабочему колесу в активных Г. через сопла, в реактивных — через направляющий аппарат. В активной Г. (рис. 1) вода перед рабочим колесом и за ним имеет давление, равное атмосферному. В реактивной Г. (рис. 2) давление, воды перед рабочим колесом больше атмосферного, а за ним может быть как больше, так и меньше атмосферного давления.
Первая реактивная Г. была изобретена в 1827 французским инженером Б. Фурнероном; эта Г. имела на рабочем колесе мощность 6 л. с., но из-за плохих энергетических свойств подобные. Г. уже не применяются. В 1855 американский инженер Дж. Френсис изобрёл радиально-осевое рабочее колесо Г. с неповоротными лопастями, а в 1887 немецкий инженер Финк предложил направляющий аппарат с поворотными лопатками (см. Радиально-осевая гидротурбина.). В 1889 американский инженер А. Пелтон запатентовал активную — ковшовую гидротурбину, в 1920 австрийский инженер В. Каплан получил патент на поворотнолопастную гидротурбину. Радиально-осевые, поворотнолопастные и ковшовые Г. широко применяются для выработки электрической энергии (см. Гидроэнергетика).
Для расчёта профиля лопасти рабочего колеса Г., вращающегося с постоянной угловой скоростью, используется уравнение (рис. 3):
где Н — рабочий напор Г., т. е. запас энергии 1 кг воды (разность отметок горизонтов воды перед входом в сооружения гидравлической силовой установки и по выходе из них за вычетом потерь на сопротивление во всех сооружениях, но без вычета потерь в самой Г.); U1 и U2 — окружные скорости лопастей на входе воды в рабочее колесо и на выходе из него, м/сек; V1 и V2 — абсолютные скорости воды на входе и выходе, м/сек; (a1 и a2 — углы между направлениями окружных и абсолютных скоростей в точках, соответствующих осереднённой по энергии поверхности тока, град; g — ускорение свободного падения, м/сек2.
В левую часть уравнения вводится множитель hr, являющийся гидравлическим кпд гидротурбины. Часть мощности, полученная колесом, расходуется на преодоление механических сопротивлений, эти потери учитываются механический кпд гидротурбин h0. Утечка воды в обход рабочего колеса учитывается объёмным кпд гидротурбины.
Полный кпд гидротурбины h = hг · hm · h0 — отношение полезной мощности, отдаваемой турбинным валом, к мощности пропускаемой через Г. воды. В современной Г. полный кпд равен 0,85—0,92; при благоприятных условиях работы лучших образцов Г. он достигает 0,94—0,95.
Геометрические размеры Г. характеризуются номинальным диаметром Д, рабочего колеса. Г. разных размеров образуют турбинную серию, если обладают однотипными рабочими колёсами и геометрическими подобными элементами проточной части. Определив необходимые параметры одной из Г. данной серии, можно подсчитать, пользуясь формулами подобия, те же параметры для любой гидравлической турбины этой серии (см. Моделирование гидродинамическое и аэродинамическое). Каждую турбинную серию характеризует коэффициент быстроходности, численно равный частоте вращения вала Г., развивающей при напоре 1 м мощность 0,7355 квт (1 л. с.). Чем больше этот коэффициент, тем больше частота вращения вала при заданных напоре и мощности. Г. и электрический генератор обходятся дешевле при увеличении частоты их вращения, поэтому стремятся строить Г. с возможно большим коэффициентом быстроходности. Однако в реактивных Г. этому препятствует явление кавитации, вызывающее вибрацию агрегата, снижение кпд и разрушение материала Г.
Графики, выражающие зависимости величин, характеризующих Г., называются турбинными характеристиками. На рис. 4 представлены характеристики Г. при постоянном напоре и частоте вращения колеса, но при различных нагрузках и расходе воды. В реальных условиях Г. работают при меняющемся напоре; их поведение в этом случае изображается универсальными характеристиками для модели и эксплуатационными характеристиками — для натурной Г. Универсальные характеристики строятся на основании лабораторных исследований модели, проточная часть которой геометрически подобна натурной.
Характеристики поворотнолопастных и радиально-осевых гидротурбин, выпускаемых в СССР
| Марка пово-ротнолопаст-ной гидротурбины | Напор, м | Число лопа-стей | Мощность, Mвт | Марка радиально-осевой гидротурбины | 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 | PО–7 5 | 40-75 | 9,7-515 |
| ПЛ-20 | 10-20 | 4 | 3.3-115 | PO-115 | 70-115 | 21.5-810* |
| ПЛ-ЗО | 15-30 | 5 | 6-180 | PO-170 | 110-170 | 34-900* |
