Задачи Г. д. при проектировании разнообразных аппаратов, двигателей и газовых машин состоят в определении сил давления и трения, температуры и теплового потока в любой точке поверхности тела или канала, омываемых газом, в любой момент времени. При исследовании распространения газовых струй, взрывных и ударных волн, горения и детонации методами Г. д. определяются давление, температура и др. параметры газа во всей области распространения. Изучение поставленных техникой сложных задач превратило современную Г. д. в науку о движении произвольных смесей газов, которые могут содержать также твёрдые и жидкие частицы (например, выхлопные газы ракетных двигателей на жидком или твёрдом топливе), причём параметры, характеризующие состояние этих газов (давление, температура, плотность, электропроводность и др.), могут изменяться в широких пределах.
Для развития совресенной Г. д. характерно неразрывное сочетание теоретических методов, использования ЭВМ и постановки сложных аэродинамических и физических экспериментов. Теоретические представления, частично опирающиеся на экспериментальные данные, позволяют описать с помощью уравнений движение газовых смесей сложного состава, в том числе многофазных смесей при наличии физико-химических превращений. Методами прикладной математики разрабатываются эффективные способы решения этих уравнений на ЭВМ. Наконец, из экспериментальных данных определяются необходимые значения физических и химических характеристик, свойственных изучаемой среде и рассматриваемым процессам (коэффициент вязкости и теплопроводности, скорости химических реакций, времена релаксации и др.).
Многие задачи, поставленные современной техникой перед Г. д., пока не могут быть решены расчётно-теоретическими методами, в этих случаях широко пользуются газодинамическими экспериментами, поставленными на основе подобия теории и законов гидродинамического и аэродинамического моделирования . Газодинамические эксперименты в аэрогазодинамических лабораториях проводятся в сверхзвуковых и гиперзвуковых аэродинамических трубах , на баллистических установках, в ударных и импульсных трубах и на др. газодинамических установках специального назначения (см. также Аэродинамические измерения ).
Законами Г. д. широко пользуются во внешней и внутренней баллистике, при изучении таких явлений, как взрыв, горение, детонация, конденсация в движущемся потоке. Прикладная Г. д., в которой обычно применяются упрощённые теоретические представления об осреднённых по поперечному сечению параметрах газового потока и основные закономерности движения, найденные экспериментальным путём, используется при расчёте компрессоров и турбин, сопел и диффузоров, ракетных двигателей, аэродинамических труб, эжекторов, газопроводов и многих др. технических устройств.
Газодинамические исследования ведутся в тех же научных учреждениях, что и исследования по аэродинамике, а результаты их публикуются в тех же научных журналах и сборниках.
Лит.: Основы газовой динамики, под ред. Г. Эммонса, пер. с англ., М., 1963; Карман Т., Сверхзвуковая аэродинамика. Принципы и приложения, пер. с англ., М., 1948; Абрамович Г. Н., Прикладная газовая динамика, 3 изд., М., 1969; Чёрный Г. Г., Течения газа с большой сверхзвуковой скоростью, М., 1959; Станюкович К. П., Неустановившиеся движения сплошной среды, М., 1955; Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П., физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, М., 1963.
С. Л. Вишневецкий.
Газовая печь
Га'зовая печь, промышленная печь для тепловой обработки материалов и изделий, в которой топливом служит газ.
По условиям теплообмена различают 3 группы Г. п.: высокотемпературные, среднетемпературные и низкотемпературные. В высокотемпературных Г. п. температура газов в рабочем пространстве свыше 1000 °С, теплообмен осуществляется в основном лучеиспусканием. Пример высокотемпературных Г. и. — вагранки (рис. 1 ), мартеновские печи и печи для нагрева металла (перед прокаткой, ковкой, прессованием и т. д.). В среднетемпературных Г. п. температура в рабочем пространстве свыше 650 °С, теплообмен производится лучеиспусканием и конвекцией. Пример среднетемпературных Г. п. — т. н. термические печи (рис. 2 ), предназначенные для нагрева изделий в целях отпуска (600—700 °С), закалки (800—1000 °С) и в некоторых случаях — нормализации (850—1100 °С). В низкотемпературных Г. п. температура в рабочем пространстве до 650 °С, теплообмен осуществляется в основном конвекцией. К низкотемпературным Г. п. относятся сушила различного назначения (например, для литейных форм и стержней, для готовой продукции после её окраски и для древесины, идущей на изготовление тары). В сушилах (рис. 3 ) инжекционные газовые горелки располагают обычно вне зоны непосредственного воздействия на изделия и материал. Полученные продукты сгорания газа через распределительные устройства направляются в камеру сушки. Г. п. классифицируются также и по др. принципам (например, технологическому, конструктивному).
Высокие экономические показатели работы Г. п. получают при организации ступенчатого использования тепла сжигаемого газа. Так, например, продукты сгорания высокотемпературных Г. п. направляют в низкотемпературные печи или применяют для подогрева подаваемого в печь топлива.
Лит.: Михеев В. П., Газовое топливо и его сжигание, Л., 1966; Использование газа в промышленных печах, Л., 1967.
Н. И. Рябцев.
Рис. 1. Газовая вагранка с отражательной печью: 1 — под печи; 2 — шахта; 3 — футеровка шахты; 4 — газовые горелки; 5 — подвод газа.
Рис. 3. Камерное сушило для литейных форм и стержней на газовом отоплении: 1 — газовая горелка; 2 — газовые коммуникации; 3 — камера сушки; 4 — распределительное устройство; 5 — футеровка.
Рис. 2. Камерная проходная печь для нагрева заготовок: 1 — газовые коммуникации; 2 — газовая горелка; 3 — камера нагрева; 4 — огнеупорная кладка.
Газовая постоянная
Га'зовая постоя'нная, универсальная физическая постоянная R, входящая в уравнение состояния 1 моля идеального газа: pv = RT (см. Клапейрона уравнение ), где р — давление, v — объём, Т — абсолютная температура. Г. п. имеет физический смысл работы расширения 1 моля идеального газа под постоянным давлением при нагревании на 1°. С другой стороны, разность молярных теплоёмкостей при постоянном давлении и постоянном объёме ср - cv = R (для всех сильно разреженных газов). Г. п. обычно численно выражается в следующих единицах: