Поліпшення тягово-економічних характеристик локомотивів шляхом підвищення коефіцієнту корисної дії системи подачі піску - Автореферат

СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Володимира Даля Поліпшення тягово-економічних характеристик локомотивів шляхом підвищення коефіцієнту корисної дії системи подачі піскуДоставка піску в контакт колеса з рейкою у сучасних умовах експлуатації рухомого складу характеризується підвищенням впливу аеродинамічних процесів на траєкторію руху часток піску до зони контакту колеса з рейкою та, як наслідок цього, зростанням непродуктивної витрати піску та зниженням його ефективної дії щодо стабілізації коефіцієнту зчеплення колеса з рейкою. Вирішення цих проблем можливо за умови підвищення коефіцієнта корисної дії системи подачі піску (ККД системи подачі піску), що визначається співвідношенням кількості піску, який потрапляє в місце контакту, до загальної кількості поданого піску, яка обумовлюється продуктивністю системи подачі піску. Розробка математичної моделі руху частки піску в струмені повітря, який рухається з великою швидкістю, близькою до швидкості звуку, що має місце на початковій ділянці каналу подачі піску. Вирішення сформульованих у роботі задач здійснювалось на основі: математичного моделювання за допомогою диференціальних рівнянь з урахуванням критеріїв гідромеханічної подібності і чисельних методів їх рішення; методів статистичної обробки експериментальних даних; методів випробування натурних діючих моделей пристроїв подачі піску; методів фотозйомки для визначення швидкості руху часток піску біля вихідного отвору каналу подачі піску; пневмометричних засобів вимірювання швидкості потоку повітря. Автором виконаний аналіз конструкцій сучасних пристроїв для подачі піску в область контакту між колесом і рейками, які використовуються на тяговому рухомому складі [1]; виконані експериментальні дослідження руху потоку повітря з вмістом піску в каналах систем подачі піску [2]; удосконалена математична модель процесу руху частки піску в струмені повітря, швидкість якого близька до швидкості звука, врахований вплив стискальності повітря на швидкість руху частки, проведені теоретичні і експериментальні дослідження руху часток піску різних розмірів в струмені повітря на початковій ділянці каналу подачі піску [5, 6]; розроблена математична модель руху часток піску в струмені транспортуючого повітря в просторі між вихідним отвором каналу подачі піску і місцем контакту колеса локомотива з рейкою, розраховані їх траєкторії з використанням експериментально визначених значень початкової швидкості часток, швидкості транспортуючого потоку повітря [5]; розроблена математична модель руху часток піску під впливом потоку повітря, що набігає, і бокового вітру в просторі між вихідним отвором каналу подачі піску і місцем контакту колеса локомотива з рейкою, виконані розрахунки траєкторій руху часток [3, 5, 6, 11], встановлений вплив довжини вихідного каналу подачі піску на ефективність доставки піску до місця контакту колеса з рейкою [5], проведені дослідження для визначення впливу гранулометричного складу піску на ефективність його доставки у місце контакту колеса з рейкою [5, 6], запропоновані конструкції форсунок для подачі піску в місце контакту колеса з рейкою з спроможністю регулювати кількість поданого піску і швидкість руху його часток під час руху локомотива [7, 8, 9, 10].Для теоретичного дослідження процесу руху частки піску на початковій ділянці каналу подачі піску була розроблена математична модель взаємодії частки піску з струменем повітря, який витікає з сопла з високою швидкістю, близькою до швидкості звука. Для теоретичного дослідження руху піску в просторі між вихідним отвором каналу подачі піску і у місцем контакту колеса з рейкою була розроблена математична модель руху частки піску в струмені транспортуючого повітря під впливом сили інерції і сил аеродинамічного походження. Кутова швидкість частки піску визначалась з використанням експериментально вимірюваних значень швидкості руху частки біля вихідного отвору каналу подачі піску upxo, виходячи з того, що під час удару частки об стінку каналу швидкість поверхні частки в місці контакту зі стінкою дорівнювалась нулю Для урахування впливу зовнішніх факторів на рух частки піску в просторі між вихідним отвором каналу подачі піску і у місцем контакту колеса з рейкою була розроблена математична модель руху частки при взаємодії з потоком повітря, що набігає, швидкість якого в основному обумовлена швидкістю руху локомотива, і боковим потоком повітря. Отримані математичні моделі дозволяють провести аналіз параметрів руху частки піску з подальшою оптимізацію експлуатаційних характеристик системи подачі піску, а саме: - здійснити підбор гранулометричного складу піску, визначити необхідну початкову величину швидкості часток піску, залежно від відстані розташування вихідного отвору каналу подачі піску до місця контакту колеса з рейкою, і швидкості руху локомотива, з метою підвищення ефективності доставки часток піску в область контакту колеса локомотива з рейкою.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ