Диссертация (1025572), страница 19
Текст из файла (страница 19)
После намораживания и до 50заливки при обновлении достаточно было срезать 0,5 бункера (льдозаливочногокомбайна) снега. К моменту потери привнесенных свойств объем срезаемоготравмированного слоя льда увеличился в 4 раза и составлял 2 бункера.Послеопределениямоментапотерисвойствмодифицированныммассивом по количеству обновлений были взяты соскобы ледового массива дляопределения распределения концентраций органической фазы в поверхностномслое, по глубине зоны взаимодействия конька спортсмена со льдом.
Результаты134представлены на Рисунке 5.13. Было определено пороговое значениеконцентрации органической фазы ζmin, которое составило 1 мг/л.Рисунок 5.13. Распределение органической фазы по глубинеТакже исследования показали, что без дополнительного внесениямодификаторов из-за потери прочностных свойств постепенно необходимоувеличивать толщину льда (Таблица 17). Минимальное значение толщиныпринимается исходя из необходимости покраски ледового поля, укладкиразметки и баннеров на глубине, достаточной для отсутствия их поврежденияот лезвий коньков спортсменов.Таблица 17.Изменение толщины модифицированного льда при эксплуатации бездополнительного внесения модификаторовОбновлений, N штТолщина льда, ммот 0 до 10040от 150 до 250от 50 до 60более 30065Далее было рассмотрено изменение физико-механических свойствледового массива для скоростных видов спорта – шорт-трек и конькобежныйспорт, в процессе штатных обновлений.
Определяющей для скоростногомассива льда была средняя скорость прохождения участка равной длины приидентичном стартовом импульсе. Представлены результаты экспериментов на135олимпийскойбазеподготовкисборныхкомандРоссии–Учебно-тренировочном центре «Новогорск», поле для шорт-трека. В экспериментепринималось,чтодвижениескользиметранаисследуемомучасткепрямолинейное равнозамедленное. Основанием для данного допущенияявляется идентичная структура и свойства контактирующих поверхностей(поверхности скольжения лезвия конька и ледового покрытия).
Для проведенияэксперимента четыре пары датчиков устанавливались по схеме, представленнойна Рисунке 5.14: первая пара датчиков устанавливается в начале путиравнозамедленного движения, вторая пара датчиков условно ограничиваетвысокоскоростной участок пути, третья пара датчиков условно ограничиваетучасток средних скоростей, четвертая – участок малых скоростей. Какосновной показатель скользящих свойств ледового массива была выбранасредняя скорость лезвия на участке между второй и третьей парами датчиков.Глубина модифицированного слоя массива составляла 5 мм, а концентрациямодификаторов при намораживании составляла 3 ppm.Рисунок 5.14. ЭкспериментВ результате обработки экспериментальных данных получен графикизменениясредней скорости скользиметрапослекаждого обновленияповерхности (подрезки и заливки горячей водой) – Рисунок 5.15.136Средняя скорость, V м/с5,554,543,50510152025Количество обновлений, N штРисунок 5.15.
Изменение скользящих свойств массива при эксплуатацииВ процессе эксплуатации происходит снижение скользящих свойствмассива льда, наиболее резко себя проявляющее после 20 заливки. Скоростьскользиметра падает от 5,0 до 4,7 м/с. После определения момента потерисвойств модифицированным массивом по количеству обновлений были взятысоскобы ледового массива для определения распределения концентрацийорганической фазы в поверхностном слое, по глубине зоны взаимодействияконька спортсмена со льдом.
Результаты представлены на Рисунке 5.16. Былоопределено пороговое значение концентрации органической фазы ζmin, котороесоставило 0,5 мг/л.Рисунок 5.16. Распределение органической фазы по глубине137В работе представлено обобщение данных по ледовым объектам потемпу снижения концентрации модификаторов в поверхностном слое 2-хтипов массива льда (Рисунок 5.17), получены расчетные зависимости.Расчетные зависимости, полученные на реальных объектах и в результателабораторного эксперимента, схожи.
Идентичен темп снижения концентрациимодификаторов в поверхностном слое, определяемый показателем степени.Отличаются множители, которые определяют концентрацию модификаторов наповерхности массива после намораживания, что объясняется меньшейточностью эксперимента на реальной ледовой арене.Рисунок 5.17. Изменение концентрации модификаторов в поверхностном слоена реальных ледовых аренахТаким образом, в результате комплексного эксперимента с определениемизменения концентрации модификаторов на поверхности и изменениемскользящихипрочностныхсвойствбылиопределеныпараметры,138определяющие периодичность внесения модификаторов для поддержаниясвойств льда при эксплуатации ледового массива для технических видов спорта(Таблица 18) и для скоростного массива льда (Таблица 19).Таблица 18.Основные параметры для массива льда для технических видовТехнические виды, (с ПТФЭ)Обновлений Nmax, штот 80 до 100Концентрация ζmin, мг/л1,0Таблица 19.Основные параметры для скоростного массива льдаТехнические виды, (с ПТФЭ)Обновлений Nmax, штот 15 до 20Концентрация ζmin, мг/л0,55.4.
Технология поддержания свойств модифицированного ледовогомассива для различных видов спорта. Количественная оценка повышенияэнергоэффективности работы системы ледовое покрытие – холодильнаямашина при эксплуатации модифицированного льдаОсновой алгоритмов коррекции состава и структуры поверхностного слояльда является последовательность технологических операций, направленных насохранения оптимального комплекса физико-механических свойств льда иотраженных в технологических картах. Исходными данными для созданияобщих алгоритмов являются требования к свойствам ледового массива и егоповерхности в конкретном виде спорта. На макроуровне – это общий алгоритм,применимый для всех видов спорта (Рисунок 5.18). Различия состоят в составесмесей и концентрациях вводимых полимерных соединений.Проведённые работы показали, что условно можно выделить двеосновныхмоделильда:дляскоростныхвидовспортаинаиболее139«травматичных» для льда – хоккея и фигурного катания.
Согласно терминам,введенным в данной главе настоящей работы, скоростной лед характеризуетсясоразмерностью глубины модификации l и зоны активного восприятияспортсменами δ. Средняя глубина модификации составляет около 1мм.Поэтому штатные обновления льда (с подрезкой) приводят к интенсивномуистощениюскоростногоповерхностногольдаслояхарактерныледовогомассива.минимальныеБолееконцентрациитого,длявводимыхмодификаторов (от 1,0 до 1,5 ppm) и узкий диапазон концентраций,соответствующий оптимальному скольжению спортсменов.
Таким образом,требуетсябольшаяточностьподдержаниянеобходимойконцентрациимодификаторов в поверхностном слое.Рисунок 5.18. Блок-схема апробированного алгоритма коррекцииКак показали проведенные исследования, перераспределение вводимыхорганических соединений происходит по всей глубине обновлённого слоя засчетдействиятемпературнойиконцентрационнойсоставляющих.140Минимизация глубины введения органических соединений позволяет решитьданную проблему, но приводит к необходимости во всём тренировочном исоревновательномциклеэксплуатациипроизводитьзаливкипосхемечередующихся слоёв: чистых и с модифицирующими соединениями.
Модельльда для хоккея и фигурного катания характеризуется существенно большейглубиной модификации. Значения оптимальных концентраций более чем в пятьраз превышают аналогичные для скоростной модели, шире диапазоноптимальныхконцентраций.Истощениеледовогомассивапроисходитпостепенно, за счет подтягивания внесенных органических соединений изглубинымассива.Этоувеличиваетпериодэксплуатациильдабездополнительной подпитки.Представленныеранеезависимостидляоценкипериодичностивосстановления свойств модифицированного ледового покрытия и обобщениепрактического опыта мониторинга состояния льда на различных ледовыхобъектах в течение сезона позволило расчётно обосновать и успешноапробировать следующие графики поддержания свойств спортивных ледовыхполей:– ледовые арены с высокой суточной загрузки уровня КХЛ имеждународных турниров (до 15 заливок в сутки) и высокой степенью очисткиводы: глубина модификации от 15 до 20 мм, частота дополнительного внесениямодификаторов от 2 до 4 раз в месяц.– тренировочные объекты без водоподготовки (или с системоймеханической очистки), с меньшей разрушающей нагрузкой на лёд и числомзаливок до 10 в сутки: глубина модификации от 25 до 30 мм, частотадополнительного внесения модификаторов от 1 до 2 раз в месяц.– конькобежные овалы, предназначенные исключительно для скоростныхвидов спорта (без массовых катаний) - глубина модификации от 1 до 2 мм,модификаторы вносятся по схеме чередующихся слоёв в течение всеготренировочного и соревновательного периодов.141– ледовые площадки для шорт-трека: глубина модификации от 3 до 5 мм,модификаторы вносятся до 2-х раз в неделю в зависимости от типатренировочной нагрузки (техническая или скоростная тренировка) и количествапроизводимых заливок с подрезкой.В условиях проведения тренировок на ледовой арене рекомендуетсяподдерживать температуру хладоносителя от минус 11 до минус 13 ºС.
Неследует проводить заливки водой с температурой более плюс 60 ºС.Увеличениетемпературызаливаемойводыприведеткизлишнему«подтягиванию» модификаторов из внутренних слоев в поверхностный слой,который постоянно механически удаляется. Это приведет к ускоренномуистощению массива и увеличению частоты восстановления химическогосостава поверхностного слоя модифицированного льда. В целях экономииэлектроэнергии рекомендуется на ночь повышать температуру хладоносителядо минус 9 ºС. Термостатирование массива льда при ночном перерыве порядка8 часов при данной температуре позволяет избежать переохлаждения массива, атакжеобеспечиваетнеобходимоеперераспределениемодификаторов(подтягивание к поверхности) за счет термической и концентрационнойсоставляющих.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
