Влияние скорости и направления встречного ветра на удельное сопротивление движению вагона при скатывании с сортировочной горки
Автор: Ситников С.А., Гарифуллина Ю.М.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 4-3 (79), 2023 года.
Бесплатный доступ
От конструкции и текущего состояния сортировочной горки зависят интенсивность и качество сортировочного процесса, перерабатывающая способность станции, сохранность вагонного парка и перевозимых грузов, экономические показатели работы станции. В статье особое внимание уделено вопросам, которые при определении расчётных метеорологических условий могут иметь неоднозначное толкование. В связи с вышеизложенным можно утверждать, что изучение и оценка влияния различных факторов на удельное сопротивление движению вагонов от воздушной среды и ветра позволит упростить решение отдельных задач в данной области.
Сортировочная горка, расчётные метеорологические условия, удельное сопротивление движению вагонов от среды и ветра, скорость и направление ветра, угол между направлением ветра и осью участка пути, расчётный месяц, неблагоприятные условия скатывания вагонов с сортировочной горки
Короткий адрес: https://sciup.org/170199181
IDR: 170199181 | DOI: 10.24412/2500-1000-2023-4-3-121-125
Текст научной статьи Влияние скорости и направления встречного ветра на удельное сопротивление движению вагона при скатывании с сортировочной горки
Большая часть вагонопотока перерабатывается на сортировочных станциях, одним из основных элементов которых является сортировочная горка.
В настоящее время действуют Правила и нормы проектирования сортировочных устройств, в которых приведена методика расчета высоты сортировочной горки, включающая в себя расчет климатических условий [1, гл. 4]. По существующей методике рассматриваются 4 встречных и 4 попутных румба. Не все румбы оказывают равнозначное влияние на удельное сопротивление движению вагонов от среды и ветра. На данный момент очень сложно оценить, какой из румбов оказывает большее влияние, не выполнив довольно сложный расчет.
В связи с вышеизложенным можно утверждать, что изучение и оценка влияния различных факторов на удельное сопротивление движению вагонов от воздушной среды и ветра является актуальной задачей.
Постановка задачи. Целью работы является изучение и сопоставление влияния на удельное сопротивление движению ва-
гонов от воздушной среды и ветра при неблагоприятных условиях следующих параметров: угла между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется вагон; средней скорости скатывания отцепа на участке и скорости встречного ветра.
В 1992 г. приняты Правила и нормы проектирования сортировочных устройств, в которых изложены основные нормативы для проектирования сортировочных горок. В 1994 г. издано Пособие по применению Правил и норм проектирования сортировочных устройств, авторами которого являлись Ю.А. Муха и Л.Б. Тишков. В 2003 г. принята новая редакция Правил и норм проектирования сортировочных устройств.
Методика расчета. Расчет удельного сопротивления движению вагона (отцепа) от воздушной среды и ветра проводился в соответствии с пунктом 4.2. Правил и норм проектирования сортировочных устройств [1].
Удельное сопротивление движению вагона (отцепа) от воздушной среды и ветра:
Ысв = С • ц От , кгс/тс,
г с - приведенный коэффициент воздушного сопротивления;
де v2T • относительная (результирующая) скорость вагона (отцепа) с учетом направле ния ветра, м/с.
Значение коэффициента с для одиночных вагонов:
17,8 • сх • S
С = (273 + ф<, ' (2)
г коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов или первого вагона де
S
9 t
в отцепе;
площадь поперечного сечения соответственно одиночного (или первого) вагона в отцепе и последующих вагонов в отцепе, м2;
вес вагона, тс;
расчетная температура наружного воздуха, °С.
Коэффициент сх принимаются по табл. 1 в зависимости от рода вагона и угла а (угол между результирующим вектором относительной скорости цот и направлением скатывания отцепа).
Скорость цот и угол а:
ц От = V2 + V2 + 2 • V • ц в • cosp, (3)
а = а^п^™в, (4)
ц от
-
г V средняя скорость скатывания отцепа на участке, м/с;
де
-
ц в скорость ветра, м/с;
-
в угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется ва
гон (отцеп).
Таблица 1. Значения коэффициента воздушного сопротивления с%
Род вагона |
Число осей |
S, м2 |
Угол а между результирующим вектором относительной скорости и направлением движения отцепа, град |
||||||
0 |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
90 |
|||
Значения коэффициента воздушного сопротивления с ж |
|||||||||
Крытый |
4 |
9,7 |
1,12 |
1,46 |
1,64 |
1,58 |
0,92 |
0,29 |
0,1 |
Таблица 2. Средняя скорость скатывания отцепа на участке V, м/с
Расчетные участки горки |
с двумя и более ТП на спускной части |
с одной ТП на спускной части |
без ТП на спускной части |
||||
ГПМ |
ГБМ |
ГСМ |
ГММ |
ГСМ |
ГММ |
ГММ |
|
Oт вершины горки до начала IТП |
4,5 |
4,2 |
4,0 |
3,5 |
4,5 |
3,5 |
|
От начала IТП до начала IIТП |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,0 |
4,5 |
3,5 |
3,0 |
От начала IIТП до начала парковой механизированной тормозной позиции или до башмакосбрасывателя |
5,0 |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
4.0 |
3,0 |
|
Сортировочные пути (до расчетной точки) |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,4 |
2,0 |
1,4 |
1,4 |
Все расчеты проведены исходя из условия, что расчетный бегун – крытый вагон, вес – 24 тс.
Для изучения влияния угла между направлением встречного ветра и осью участка пути, по которому движется вагон на удельное сопротивление движению вагона от воздушной среды и ветра (мсв) результаты расчетов представлены в графическом виде.
Исходные данные для расчета:
Скорость встречного ветра ув, м/с |
3 |
Средняя скорость скатывания отцепа на участке у, м/с |
4 |
Угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется вагон (отцеп) в, градусы |
От 0,5 до 90 с шагом 0,5 |
Расчетная температура наружного воздуха t, °С |
-20 |

Рис. 1. Удельное сопротивление шсв при скорости встречного ветра vB = 3 м/с и скорости скатывания отцепа на участке v = 4 м/с
Далее приведены аналогичные зависимости при изменении скорости встречного ветра у в , м/с в интервале от 1 до 10 м/с с шагом 1 м/с.

Рис. 2. Изменение удельного сопротивления шсв при скорости скатывания отцепа на участке v=4 м/с и вариации скорости встречного ветра vB
Из рис. 1 и 2 следует, что максимальные величины удельного сопротивления движению вагона (отцепа) от воздушной сре-
пути, по которому движется вагон, средней скорости скатывания отцепа на участке, скорости встречного ветра на удельное
ды и ветра шсв приходятся на значения угла между направлением ветра и осью участка пути в интервале от 25о до 45о.
Исходя из рис. 2 можно сделать вывод, что с увеличением скорости встречного ветра, вышеуказанный диапазон изменения угла наиболее ярко выражен.
Вывод: В работе изучено влияние угла
сопротивление движению вагонов от воздушной среды и ветра при неблагоприятных условиях. Представленные графические зависимости могут быть использованы в качестве справочного материала при определении расчетных метеорологических условий для проектирования сортировочных горок.
между направлением ветра и осью участка
Список литературы Влияние скорости и направления встречного ветра на удельное сопротивление движению вагона при скатывании с сортировочной горки
- Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах колеи 1520 мм. - М.: Техинформ, 2003. - 168 с.
- Правила и нормы проектирования сортировочных устройств на железных дорогах Союза ССР: ВСН 207 - 89/МПС. - М.: Транспорт, 1992. - 104 с.
- Пособие по применению Правил и норм проектирования сортировочных устройств // Ю.А. Муха, Л.Б. Тишков и др. - М.: Транспорт, 1994. - 220 с.
- Правдин Н.В., Бессоненко С.А. Определение уклонов скоростных участков и тормозных позиций па спускной части сортировочной горки // "Транспорт: наука, техника, управление". - 2009. - №6. - С. 6-10.