Luk'yanov Fyodor Dmitrievich 2016 (1207461), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

(5.1)

В этой формуле удельный выброс загрязняющего i-го вещества одной секцией тепловоза j-ой серии за единицу грузовой или пассажирской работы, приведённой к единому измерителю (кг вещества/тыс. км), определятся для грузовых поездов по рисункам 5.1 - 5.3 в зависимости от фактической или средней массы поезда.

Рисунок 5.1 - Изменение значений удельных выбросов СО грузовыми тепловозами в зависимости от массы поезда, тепловозы серии ТЭ116

Рисунок 5.2 - Изменение значений удельных выбросов NO_x грузовыми тепловозами в зависимости от массы поезда, тепловозы серии ТЭ116

\

Рисунок 5.3 - Изменение значений выбросов сажи грузовыми тепловозами в зависимости от массы поезда, тепловозы серии ТЭ116

При использовании в перевозочном процессе двухсекционных тепловозов значение выбросов удваивается, а для трёх секционных — утраивается.

SPl — объём выполненной тепловозами данной серии за расчётный период грузовой работы на рассматриваемом участке их обращения.

K_v — коэффициент влияния скорости движения поездов на участке обращения. На основании экспериментальных данных принимается равным 0,9 при увеличении участковой скорости на 20% выше расчётной, равным 1,1 в случае её снижения на 20% и равным 1,0 при выполнении заданной скорости. K_f — коэффициент влияния технического состояния тепловозов (принимается равным 1,2 для тепловозов по срокам эксплуатации более двух лет и равным 1,0 для тепловозов со сроком эксплуатации менее двух лет).

K_t — коэффициент влияния климатических условий работы тепловозов (равен 1,2 для районов, расположенных южнее 44^о северной широты, и 0,8 для районов севернее 60^о северной широты, для остальных районов K_t = 1,0).

Маневровые тепловозы

Расчёт величин выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами (в час, сутки, месяц, год) производится по формуле

(5.2)

где G_ij – общая масса i-го вещества, выброшенного j-ым двигателем при работе на k-ом режиме (кг); g_ijk – удельный выброс i-го загрязняющего вещества при работе j-го двигателя на k-ом режиме (кг/ч); n – число режимов работы двигателя тепловоза; t_к – доля времени работы двигателя на k-ом режиме

Т – суммарное время работы тепловоза (в сутки, месяц, год) в часах.

Расчёт величин выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами тепловозов промышленного железнодорожного транспорта производится аналогично расчёту для маневровых тепловозов по формуле

(5.3)

где Т¹ – время нахождения тепловоза в эксплуатации, включая время простоя в ожидании работы, ч; К_n – коэффициент использования тепловоза равен 0,7. Значения g_ijk и t_к для тепловозов промышленного железнодорожного транспорта приведены в таблице 5.3 и 5.4

Таблица 5.3- Нормативные значения удельных выбросов загрязняющих веществ с отработавшими газами дизельных двигателей (g_ijr , кг/ч)

Таблица 5.4 - Разделение времени работы маневровых тепловозов по режимам работы

С 1 марта 1998 г. вступила в действие методика определения массы выбросов загрязняющих веществ тепловозами в атмосферу, разработанная Научно-исследовательским институтом тепловозов и путевых машин (ВИНИТИ). В этой методике тепловоз рассматривается как одиночный точечный неподвижный низкий источник выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу, работающий на определённых режимах. Масса выбросов загрязняющих веществ определяется для магистральных и маневровых тепловозов. Магистральные тепловозы, в свою очередь, подразделяются на пассажирские и грузовые (с электропередачей), а маневровые — на тепловозы с электропередачей и гидропередачей.

Масса загрязняющих веществ определяется двумя способами: расчётным путём и по количеству сожжённого тепловозом топлива.

Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах обозначается символом "j". Значение j = 1 соответствует окислам азота (NO_x ), j =2 — окиси углерода (СО), j =3 — углеводородам, j =4 — саже.

Для магистральных тепловозов содержание загрязняющих веществ в отработавших газах определяется для всех четырёх компонентов, а для маневровых — для трёх компонентов, а именно, оксидов азота, оксида углерода и сажи. Содержание загрязняющих веществ в отходящих газах для различных режимов работы тепловозов обозначается символом "i". Для тепловозов с электропередачей расчёты ведутся на режимах холостого хода (i = 1), в промежуточном режиме (i =2-4) и номинальном (i = 5). Для тепловозов с гидропередачей расчёты ведутся только на режиме холостого хода.

Содержание загрязняющих веществ зависит от времени эксплуатации тепловозов, т. е. от его состояния, которое обозначается символом "s". Состояние s = 1 соответствует новому тепловозу (после постройки), s = 2 — эксплуатируемому после первого ТР1, s = 3 — эксплуатируемому после второго ТР1 и s = 4 — эксплуатируемому после первого ТР2 и s = 5 — эксплуатируемому после второго ТР2.

Валовая масса выбросов загрязнителей j-го компонента (нормированная или фактическая) в отчётный период рассчитывается по формуле

(5.4)

г де - валовая масса выброса загрязнителей, т;

Т_раб — время работы тепловоза в отчётном периоде, ч (определяется по номинальной отчётной документации);

— полная мощность (скорость) выброса загрязнителей j-го компонента на всех режимах контроллера машиниста (ПК), т/ч.

Полная мощность выброса определяется по формуле

(5.5)

где n— номер ПК: n=1-16 для ПК магистральных и n = 1-9 для маневровых тепловозов;

- мощность выброса загрязнителей j-го компонента на n-й позиции контроллера машиниста (ПК) i-го режима (нормированная или фактическая).

Мощность выброса на j-ой ПК i-го режима определяется по формуле

(5.6)

г де - концентрация j-го компонента на n-ой ПК i-го режима;

- условный объёмный расход отходящих газов, м³ /с, который на n-ой ПК i-го режима (нормированный или фактический) для четырёхтактного дизеля рассчитывается по формуле

(5.7)

(5.8)

где V_h — суммарный рабочий объём всех цилиндров дизеля, м³;

n_д — частота вращения коленчатого вала двигателя на n-ой ПК j-го режима (нормированная или фактическая), мин^-1;

- коэффициент относительного времени работы тепловоза на n-й ПК i-го режима.

При отсутствии контроля за выбросами загрязняющих веществ тепловозами расчёт массы загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, производится по количеству сожжённого топлива.

Средняя валовая или эксплуатационная валовая масса загрязнителей i-го компонента в отчётный период (нормированная или фактическая) рассчитывается по формулам

(5.9)

(5.10)

г де - средняя удельная масса j-го компонента с учетом работы на всех ПК, кг/т;

- удельная эксплуатационная масса j-го компонента с учётом работы всех ПК;

- эксплуатационное количество сожжённого топлива за отчётный период, т;

- среднее количество сожжённого топлива за отчётный период, т, которое находят по формуле

(5.11)

г де - время работы тепловоза за отчётный период, ч (определяется по нормативным документам);

- часовой нормированный расход топлива на n-ой ПК тепловоза данного типа, кг/ч.

Эксплуатационное количество сожжённого топлива в отчётном периоде находят по формуле

(5.12)

г де - эксплуатационный часовой расход топлива, кг/ч.

6 УНИР. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАДИУСА ИСКРИВЛЕНИЯ И СХЕМЫ ВПИСЫВАНИЯ ЭКИПАЖЕЙ ПРИ ТЕМПЕРАТУРНОМ ВЫБРОСЕ ПУТИ

В последние годы очень часто в качестве основной причины схода или крушения поезда принимается температурный выброс пути под поездом [30]. В то же время, ВНИИЖТ приводит научное обоснование невозможности температурного выброса рельсовой колеи под поездом [31].

Под температурным выбросом пути понимается искривление всей путевой решетки при нагреве рельсов и появлении больших сжимающих температурных сил.

Экспериментальные исследования не позволяют допустить возможности выброса бесстыкового пути под тележкой движущегося поезда, так как при возникновении в рельсовых плетях сверхкритических температурных сил выброс должен произойти перед движущимся поездом, что проявится сходом с рельсов головной части поезда [31]. Закономерен вопрос, а между тележками под движущимся вагоном выброс возможен или нет? Или, возможно ли постепенное поперечное перемещение в подвагонной зоне рельсошпальной решетки температурно-напряженного бесстыкового пути под действием постоянных температурных сил из-за ослабления связи шпал с балластом между тележками вагонов в зоне отрицательного изгиба рельсов. Некоторыми специалистами высказывается гипотеза, что сжимающая сила в рельсовых плетях создает при этом накапливающееся остаточное поперечное перемещение рельсошпальной решетки, приводящее в конечном итоге, особенно под длинно составными поездами, к выбросу.

Для проверки данной гипотезы во ВНИИЖТе были выполнены следующие опыты. По нагреваемому до полного выброса полигонному пути на прямом участке пропускалось специальное устройство – виброскат, представляющей собой натуральную (стандартную) колесную пару, нагруженную постоянным весом 22 т и переменной синусоидальной нагрузкой ±100 кН с частотой колебаний 4 Гц. Во всех опытах потеря устойчивости произошла за пределами зоны отрицательного изгиба рельсов. На кривом участке радиусом 800 м дополнительная нагрузка создавалась вибрационной машиной массой 8 т и переменной синусоидальной нагрузкой ±50 Кн с частотой 7-8 Гц. Здесь место выброса также не совпало с зоной отрицательной волны изгиба рельсов.

Впоследствии, в связи со сложившемся на линии мнением о возможности выброса рельсошпальной решетки под поездом, потребовалось выполнить прямые эксперименты на действующем пути. Эти опыты были выполнены во ВНИИЖТе на прямом участке и в кривых радиусом 600 и 400 м на вполне исправном бесстыковом пути со значительными неисправностями (горизонтальные неровности со стрелами изгиба 26 и 43 мм на длине 20м; отсутствие щебня на длине 5 м). Поезда массой 2700 и 9000 т двигались со скоростями 70-80 км/ч при температуре плюс 42C°, что соответствует допускаемому ее повышению над температурой закрепления, а также при температуре плюс 56 C°, что на 33% выше допускаемой. За время опытов поезд прошел по участку 560 раз (наработка около 3,5 млн. т), из них 77 раз при температуре, превышающей допускаемому. После каждого прохода поезда измеряли сдвиги рельсошпальной решетки с точностью до 0,01 мм в 21 сечении, через 5 м каждое; в зонах с неисправностями точки измерений располагали чаще.

Характеристики

Список файлов ВКР