Пояснительная записка (1231271), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

где G – весовое количество сжатого воздуха, проходящего через охладитель, в кг/ч;

– удельная весовая теплоемкость воздуха, ккал/кг∙ч °C;

t₁ – температура воздуха при входе в воздухоохладитель, °C;

t₂ – температура воздуха при выходе из воздухоохладителя, °C;

k – коэффициент теплопередачи, ккал/м²∙ч °C;

– температура окружающей среды, °C.

Разницы температур перед воздухоохладителем и после по сравнению с температурой окружающей среды и соответственно

, (1.16)

. (1.17)

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле (1.18)

, (1.18)

где – коэффициент теплопередачи от сжатого воздуха к внутренней стенке охладителя, ккал/м²∙ч∙°C;

– толщина теплопроводящей стенки воздухоохладителя, м;

– коэффициент теплопроводности стенки воздухоохладителя, ккал/м∙ч °C;

– коэффициент теплоотдачи от поверхности воздухоохладителя в окружающей среде, ккал/м²∙ч∙°C.

Для поверхностей, имеющих охлаждающие ребра, коэффициент теплопередачи определяется по формуле

, (1.19)

где – коэффициент теплоотдачи от ребристой поверхности к окружающей среде, ккал/м²∙ч∙°C;

– площадь оребренной поверхности, включая и наружную трубу между ребрами, м²;

F – площадь внутренней гладкой поверхности трубы, м²;

- коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней стенке трубы в ккал/м²∙ч∙°C.

Охлажденный воздух после компрессии и выделения из него конденсата поступает в магистральный воздухопровод, дополнительно осушаясь в результате разности давлений между главным резервуаром и магистральным воздухопроводом. Чтобы исключить возможность выделения конденсата из сжатого воздуха при понижении его температуры на 1 – 2 °C во время прохождения через узкие отверстия тормозных приборов, относительная влажность его не должна быть более 0,8 – 0,85.

Величина относительной влажности воздуха в магистральном воздухопроводе может быть определена по формуле (1.19)

, (1.19)

где P_м – давление воздуха в магистральном воздухопроводе, атм;

– удельный вес насыщенных водяных паров при температуре воздуха главного резервуара, ;

– давление воздуха в главном резервуаре, атм;

– удельный вес насыщенных водяных паров при температуре воздуха в магистральном воздухопроводе, .

Обычно температура этого воздуха бывает равна температуре окружающей среды. Таким образом, задаваясь величиной относительной влажности воздуха в магистральном воздухопроводе, можно установить необходимую разность давлений между главным резервуаром и магистральным воздухопроводом или проверить расчетом ожидаемую величину относительной влажности в любой точке тормозной системы при заданных условиях работы компрессорной установки локомотива.

Если температура наружного воздуха -10 °C (Т₁ = 263 К), относительная влажность 70 %, температура воздуха в главном резервуаре после сжатия +10 °С (Т₂ = 283 К). Определим, какое количество конденсата выделится при сжатии воздуха до абсолютного давления р₂ = 0,9 МПа (9 ).

При температуре –10 °C влажность Е₁ = 2,37 г/см³, и при температуре +10 °С значение Е₂ = 9,41 г/м³.

При влажности воздуха 70 % в нем будет содержаться водяных паров

е₁ = 2,37·0,7 = 1,66 г/м³.

Подставляя полученные значения в формулу (1.20) из термодинамики

(1.20)

Подставив численные значения в формулу (1.20) получим

То есть в 1м³ воздуха после его сжатия до давления р₂ = 0,9 МПа (9 кгс/см²) водяных паров стало больше в 8,36 раза. Так как до сжатия е₁ = 1,66 г/м³, то после сжатия е₂ = 1,66 · 8,36 = 13,86 г/м³. Но при температуре 10°С не может содержаться водяных паров больше 9,41 г/м³, следовательно, излишние Д = 13,86 – 9,41 = 4,45 г/м³ паров осядут на дно резервуара в виде воды (конденсата).

При этих условиях за 1 ч работы компрессора с подачей 5,3 м³/мин при ПВ = 50% в главных резервуарах выделится влаги 710 грамм ( ).

Вывод: с учетом выше изложенного видно, что из-за температурных, технических (давление, интенсивность работы) и влажности воздуха, один компрессор нагнетает с воздухом 710 грамм влажности (воды) в час. При более низких температурах окружающей среды, количество влаги достигает до 5 литров в час.

2 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ТОРМОЗНЫХ ЦИЛИНДРОВ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

В каждом длинносоставном поезде находится около сотни тормозных цилиндров через манжеты, которых происходит утечка сжатого воздуха. Чем больше тормозных цилиндров тем больше утечки и расход энергоресурсов локомотивов на их пополнение. С увеличением затрат на энергоресурсы возрастает нагрев сжатого воздуха по причине интенсивной работы тормозных компрессоров. Повышенная температура воздуха увеличивает рост конденсата порами компрессорного масла и влаги в пневматических магистралях локомотива и всего поезда. За более чем сто летнюю историю пневматических систем этот вопрос не доведен до завершения. В данном разделе рассмотрим конструкции отечественных тормозных цилиндров. Это позволит нам определится

2.1 Гидравлический тормозной цилиндр

Гидравлический тормозной цилиндр, показанный на рисунок 2.1, предлагается в целях увеличения рабочего давления и, следовательно, уменьшения габаритов гидравлического тормозного цилиндра вагонов оборудовать его дополнительным плунжерным узлом, установленным между рабочим цилиндром и питающим трубопроводом. Узел обеспечивает перетекание жидкости из рабочего цилиндра в питающий трубопровод при понижении давления в трубопроводе, то есть при растормаживании. Дополнительный поршневой узел состоит из плунжера 3, установленного в корпусе 2 и крышки 5. При понижении давления в трубопроводе 1 плунжер 3 под действием жидкости из резервуара 4, которая проходит по каналу с в камеру b под ним, поднимается и открывает проход жидкости из рабочей ка­меры цилиндра 6 по каналам a, d, e в трубопровод.

Рисунок 2.1 – Гидравлический тормозной цилиндр: 1 – трубопровод; 2 – корпус; 3 – плунжер; 4 – резервуар; 5 – крышка; 6 – цилиндр; a, c, d, e – каналы; b – камера

2.2 Пружинные тормозные цилиндры

2.2.1 Пружинный тормозной цилиндр для стояночного тормоза

Предлагается пружинный тормозной цилиндр для использования в стояночном тормозе с ручным механизмом отпуска. Тормозной цилиндр показан на рисунке 2.2.Тормозной цилиндр состоит из корпуса 1, поршня 2, тормозной пружины 3, штока 4, втулки 5, расцепного 6 и фиксирующего 7 узлов. Для привода в действие пружинного тормозного цилиндра необходимо выпустить воздух из полости 8. После этого втулка 5 вместе со штоком 4 перемещается в корпусе 1, вызывая перемещение вертикального рычага стояночного тормоза и прижатие тормозной колодки к колесу. Отпуск тормоза производится вручную поворотом ручки, связанной с узлом 6. В результате втулка 5 разъединяется со штоком 4 и не передает усилия нажатия от пружины 3.

Рисунок 2.2 – Пружинный тормозной цилиндр для стояночного тормоза: 1 – корпус; 2 – поршень; 3 – тормозная пружина; 4 – шток; 5 – втулка; 6 – расцепной узел; 7 – фиксирующий узел; 8 – полость

2.2.2 Пружинный тормозной цилиндр компактного стояночного тормоза

Предлагается пружинный тормозной цилиндр компактного стояночного тормоза, который может быть отпущен вручную с помощью муфты 6, разъединяющей шток 4 и поршень 2. Тормозной цилиндр состоит из корпуса 1, поршня 2, затормаживающей пружины 3, штока 4, муфты 6, содержащей три шарика 8, размещенных равномерно по периметру штока 4, передаточного механизма 9 и рукоятки 10 с кольцом 12. При поступлении воздуха в полость 5 тормозного цилиндра поршень 2 перемещается влево, шарики 8 устанавливаются в выточке 7, передаточный механизм вращается под действием пружины 11. Стальные шарики 8 заклиниваются в выточке 7, тем самым обеспечивая сочленение штока 4 с поршнем 2.

Для отпуска пружинного тормоза доста­точно потянуть за кольцо 12 вправо, защёлка 13 повернет передаточный механизм 9. В результате шарики 8 выпа­дут в полости, предусмотренные в муфте 6 и произойдет разъединение штока 4 с поршнем 2. Тормозной цилиндр представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Пружинный тормозной цилиндр компактного стояночного тормоза: 1 – корпус; 2 – поршень; 3 – затормаживающая пружина; 4 – разъединяющий шток; 5 – полость; 6 – муфта; 7 – выточка; 8 – шарики; 9 - передаточный механизм; 10 – рукоятка; 11 – пружина; 12 – кольцо; 13 – защёлка

2.2.3 Усовершенствованный пружинный тормозной цилиндр

Предлагается усовершенствованный пружинный тормозной цилиндр, используемый на вагонах в качестве стояночного тормоза с возможностью быстрого отпуска вручную. Тормозной цилиндр показан на рисунке 2.4. При этом шток 4 поршня 2 тормозного цилиндра может допускать поперечные колебания. Пру­жинный тормозной цилиндр состоит из корпуса 1, поршня 2, пружины 3, штока 4, муфты 5 и рабочего механизма 6. Поршень 2 делит внутреннее пространство корпуса 1 тормозного цилиндра на пружинную 7 и пневматическую 8 камеры. Муфта 5 обеспечивает соединения и разъединения поршня 2 со штоком 4. В муфте имеется два шарика 10, которые находятся в углублениях 11 и отверстиях 12. При подаче воздуха в камеру 8 поршень 2 движется влево. Правый конец штока 4 входит в цилиндрическую часть 9, надавливая на второй пор­шень 13 и сжимая пружину 14. При совпадении полости 11 с отверстиями 12 рабочий механизм 6 с защелкой 15 включает муфту 5 в зацепление. Разъединение муфты 5 со штоком 4 поршня 2 производится с помощью поворота ручки рабочего механизма 6 вручную.

Характеристики

Список файлов ВКР