CC BY
9
структур (рассматривались две схемы: одна с дифференциалом на входе, другая - с дифференциалом на выходе) при реализации процесса торможения, а также экспериментальным путем полностью доказана адекватность математических моделей гидрообъемно-механических трансмиссий (подхода к составлению математических моделей), которые использовались для моделирования работы стенда в тормозном режиме.
Ключевые слова: экспериментальное исследование, гидрообъемно-механическая
трансмиссия, гидрообъемная передача,
дифференциал на входе, дифференциал на выходе, математическая модель, торможение.
In the article certainly influence of laws of change of parameters of adjusting of a pump and a motor of hydrostatic transmission and laws of change of brake moment on the basic parameters of hydrostatic-mechanical transmissions of different structures (two charts were examined: one with a differential on the entrance, other - with a differential on an output) during realization of braking process, and also experimental way the fully proved adequacy of mathematical models of hydrostatic-mechanical transmission (approach to drafting of mathematical models), which were used for the design of work of stand in the brake mode.
Keywords: experimental research, hydrostatic-mechanical transmission, hydrostatic transmission, differential on the entrance, differential on an output, mathematical model, braking.
УДК 662.93
СКАЛЫГА Н.Н., к.т.н., доцент (Луцкий НТУ), РУДИНЕЦ Н.В., к.т.н., доцент (Луцкий НТУ)
К вопросу использования на железнодорожном транспорте пироллизных сжигающих устройств, как автономных источников тепловой энергии
Skalyga N., Ph.D. of Technical Sciences, St. Lecturer (Lutsk NTU) Rudinets N., Ph.D. of Technical Sciences, St. Lecturer (Lutsk NTU)
To the question about of using on the railway transport of the pyrolysis firing devices like as independed heat energy sources
Введение
Специфика эксплуатации железнодорожного транспорта требует применения различных вспомогательных источников тепловой энергии. Использование подобных устройств для подвижного состава, прежде всего, продиктовано необходимостью наличия возможности предпускового и стояночного прогрева теплоносителя (воды и масла) в соответствующих системах тепловозного двигателя (дизеля).
Так, в частности, на двигателях дизель-поездов Д1, ДР1, для этих целей используется котел-нагреватель, встроенный в систему охлаждения [1]. Кроме того, котел-нагреватель используется также для за-
питки системы отопления кабины экипажа и салона вагонов. Для работы котла-нагревателя используется штатное топливо из системы питания двигателя.
На настоящий момент времени, в целях экономии топлива и снижения количества токсических выбросов от его сжигания, осуществляется практически повсеместная замена котлов-нагревателей устройствами электрического или парового нагрева. Для первого случая характерно применение электрических ТЭНов, запитывае-мых от тягового генератора и (или) специальной линии электропередачи. Во втором - используется водяной пар, вырабатываемый котельными депо или станций, подводимый к месту отстоя тепловоза по специ-
альным магистралям и впрыскиваемый в пароприемник системы охлаждения.
В пассажирских вагонах, применяются следующие системы отопления: индивидуальное водяное от отдельного, установленного в вагоне котла, нагреваемого сжиганием твердого топлива (каменного угля); комбинированное с использованием электроэнергии или твердого топлива для нагрева воды в котле; электрическое от специального вагона-дизель-электростанции, или от контактной сети через электровоз, или от подвагонного генератора; смешанное - водяное при нагреве воды в котле сжиганием твердого топлива и электрическое от подвагонного генератора при нагреве воздуха в вагоне электропечами [2].
Анализ вышесказанного показывает: использование на железнодорожном транспорте различных штатных устройств в качестве источника тепловой энергии, позволяет в той или иной степени решить экономические и экологические проблемы, но всем этим устройствам присущ общий серьезный недостаток - они не являются полностью автономными.
Анализ исследований и публикаций
В ДонИЖТ проведены исследования по использованию аккумуляторов тепла, применяемых в качестве устройств формирования комфортного микроклимата на железнодорожном транспорте для работы локомотивных бригад [3] и как элементов системы комбинированного прогрева дизеля [4].
Кроме того, в качестве источника тепловой энергии для решения вышеупомянутых задач могут использоваться и усовершенствованные твердотопливные сжигающие устройства. К таким устройствам относятся печи классической схемы прямого горения [5], в том числе реактивные (rocket stove) [6], и пироллизные [7].
Постановка задачи
Целью работы является разработка и создание конструктивно- и технологически
простого высокоэффективного пироллиз-ного сжигающего устройства, как автономного источника тепловой энергии, использующего традиционные и альтернативные (возобновляемые) виды топлива.
Основной материал
С целью решения поставленной задачи авторами разработан вариант автономной (переносной) установки (печи) пироллиз-ного сжигания. На основании принятой концепции принципа действия и произведенных расчетов была спроектирована и создана рабочая модель опытной установки, удовлетворяющая поставленным требованиям эффективности работы и простоты конструкции.
На рис.1 показана принципиальная схема установки, с указанием ее основных элементов.
Установка работает следующим образом. Измельченное твердое топливо (опилки, паллеты и пр.) загружается в корпус-бункер - 1, при предварительно снятых верхнем колоколе - 3 и отражающем диске - 5. Открывается воздушная заслонка - 8 и осуществляется розжиг верхнего слоя топлива. После достижения надлежащей степени розжига устанавливаются отражающий диск - 5 и верхний колокол - 3, выпускной патрубок - 4 которого подсоединяется к системе местной вытяжки.
Воздух, необходимый для осуществления процесса сжигания топлива, поступает через впускной патрубок - 7 и воздуховод -2.
Воздуховод набран из труб - 10, собранных в пакет и соединенных между собой с зазором. Диаметры труб - 10 и величина зазора между ними подобраны таким образом, чтобы обеспечить самопроизвольное разделение подводимого воздуха на первичный и вторичный. Первичный воздух поступает в зону горения через зазоры между трубами - 10 и, вследствие недостаточного количества, способствует лишь пи-роллизному реформингу топлива с образованием генераторного газа. Последний, поднимается в верхнюю зону корпуса-бун-
кера - 1, под отражательный диск - 5. Туда же, по внутренним каналам труб - 10, поступает вторичный воздух, осуществляя процесс окончательного дожигания генераторного газа. Продукты сгорания проникают сквозь кольцевой зазор между отражательным диском - 5 и стенками корпуса-бункера - 1 во внутреннюю полость верхнего колокола - 3 и далее, через выпускной патрубок - 4, удаляются наружу. После полного выгорания топливного заряда зола из корпуса-бункера - 1 удаляется через снимаемый нижний колокол - 7.
Интенсивность и продолжительность работы установки регулируется положением воздушной заслонки - 8, изменяющей проходное сечение впускного патрубка. Ось - 9 воздушной заслонки выполнена полой для обеспечения поступления в зону горения минимально необходимого количества воздуха при полностью закрытой воздушной заслонке.
Предварительные испытания рабочей модели экспериментального образца установки показали следующее:
1. Печь выходит на рабочий режим в течение 8-10мин с момента розжига.
2. Наличие 3-5% дымности отходящих газов с последующим ее исчезновением в течение15-20мин с момента розжига и до полного выгорания топливного заряда.
3. Отсутствие посторонних запахов, характерных для классических и пироллиз-ных сжигающих устройств близких аналогов, после выхода печи в «бездымный» режим, вплоть до полного выгорания топливного заряда.
4. Рабочий объем корпуса-бункера составляет 40л.
5. Масса загруженного топливного заряда (древесные опилки) - 2кг.
6. Полное время выгорания топливного заряда - 120мин.
7. Средняя удельная, расчетная теплоотдача для данного вида топлива и условий испытаний - 3,5кВт/час.
8. Распространение фронта пламени осуществляется в направлении «от центра к периферии корпуса-бункера и сверху-вниз».
Кроме того, авторами отмечено, что работа печи сопровождалась наличием ряда физических и химических эффектов, не упоминающихся при описании рабочих процессов пироллизных сжигающих устройств, близких аналогов. В частности -эффект скоростного, локального, саморегулирующегося сгорания.
А- А
Рис.1. Принципиальная схема установки: 1
- корпус-бункер; 2 - воздуховод; 3 -верхний колокол; 4 - выпускной патрубок; 5 - отражающий диск; 6 - нижний колокол;
7 - впускной патрубок; 8 - воздушная заслонка; 9 - ось воздушной заслонки; 10 -трубка воздуховода.
Выводы
Анализ результатов исследования показывает, что наиболее целесообразным для использования на железнодорожном транспорте как автономных источников тепловой энергии является применение пи-роллизных сжигающих устройств, обладающих эффектом скоростного, локального, саморегулирующегося сгорания.
Пироллизные сжигающие устройства данного типа превосходят близкие аналоги по соотношению основных показателей (конструктивная и, технологическая простота, величина КПД, низкая токсичность выпускных газов, контролируемость персоналом и пр). Это, по мнению авторов, даст возможность экономить топливо (штатное) и время работы персонала при стояночном и предпусковом прогреве тепловозных дизелей и пассажирских вагонов.
Авторами планируется продолжение всесторонних испытаний и исследований пироллизных сжигающих устройств данного типа.
Список литературы:
1. Лернер Б.М. Дизель-поезда. Устройство, ремонт, эксплуатация. / Б.М. Лернер, Н.П. Ковалев, В.П. Лебедев, А.А. Курятников. // М.: Транспорт, 1982. - 279с.
2. Железнодорожный транспорт: Энциклопедия // Гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — 559с.
3. Александров В.Д. Аккумулирование тепла на основе фазовых переходов в материалах для использования в устройствах формирования комфортного микроклимата на железнодорожном транспорте для работы локомотивных бригад / В.Д. Александров, А.В. Лукьянов, В.А. Постников, ВВ. Остапенко, ИВ. Грицук, Ю.В. При-лепский // Збiрник наукових праць Донець-кого шституту залiзничного транспорту Украшсько'1 державно! академи залiзнич-ного транспорту. - Донецьк: Дон1ЗТ, 2011-Випуск №27. 172с. - с. 126-133.
4. Адров Д.С. Тепловий акумулятор як 3aci6 тдвищення ефективност пуску стацюнарного двигуна в умовах низьких температур / Адров Д.С., Грицук 1.В., Прилепський Ю.В., Дорошко В.1. // З6. наук. праць Дон1ЗТ УкрДАЗТ. - Донецьк: Дон1ЗТ, 2011 - №27. - С. 117-126.
5. http:// energy-sources.org/wiki/
6. http://raiar.ru/novosti/pech.htn
7. http://otoplenievdoma.ru/pirol
Spisok literatury:
1. B.M. Lerner, N.P. Kovalyov, V.P. Lebedev, A.A. Kuryatnikov. Diesel-trains. Design, repair, maintenance. - M.: Transport, 1982. - 279p.
2. Railways transport: Encyclopedia// Chief editor N. S. Konarev. — M.: Great Russian Encyclopedia, 1994. — 559p.
3. Alexandrov V.D. Heat storage based on phase transitions in materials for use in devices forming a comfortable microclimate in rail transport for locomotive crews / Alexandrov V.D., Lukyanov A.V., Postnikov V.A., Ostapenko V.V., Grytsuk I.V., Prylepskij Ju.V. // Coll. Science. works DonIZT UkrDAZT. - Donetsk: DonIZT, 2011 - № 27. 172P -.p. 126-133.
4. The thermal battery as a means of improving the efficiency of stationary engine starting at low temperatures / D.S. Adrov, I.V. Grytsuk, Ju.V. Prylepskij, V.I. Doroshko // Coll. Science. works DonIZT UkrDAZT. -Donetsk: DonIZT, 2012 - № 27. - S. 117-126.
5. http:// energy-sources.org/wiki/
6. http://raiar.ru/novosti/pech.htn
7. http://otoplenievdoma.ru/pirol
Аннотации:
В статье рассматриваются результаты предварительных экспериментальных исследований рабочей модели пироллизного сжигающего устройства, как автономного источника тепловой энергии. Для регистрации параметров пироллизного сжигающего устройства использовалась система мониторинга внешних рабочих параметров. Анализ результатов исследований подтвердил улучшение параметров топливной экономичности и экологичности сжигающего устройства при
использовании данной технологии пироллизного сгорания.
Ключевые слова: система прогрева, тепловозный двигатель, система охлаждения, автономный источник тепловой энергии, прогрев двигателя, экономия топлива, экономия времени.
У статп розглядаються результати попередшх експериментальних дослщжень робочо! моделi пiролiзного спалюючого пристрою, як автономного джерела теплово! енергп. Для реестрацп параметрiв пiролiзного спалюючого пристрою використовувалась система мониторингу зовнiшнiх робочих параметрiв. Аналiз результатiв дослвджень пiдтвердив покращення параметрiв паливно! економiчностi та екологiчностi спалюючого пристрою при застосуванш дано! технологи пiролiзного згоряння.
Ключовi слова: система прорву, тепловозний двигун, система охолодження, автономне джерело теплово! енергп, про^в двигуна, економiя палива, економiя часу.
The article discusses of the preliminary experimental studies results of the pyrolysis firing device work model like as independed heat energy source. For registration parameters of the pyrolysis firing device used the outside action parameters monitoring system. The analysis of the experimental studies results confirmed improvement of the fuel efficiency and environmental friendly of the firing device by that pyrolysis burning technology using way have a place.
Keywords: warming system, locomotive engine, cooling system, independed heat energy source, warming, saving fuel, saving time.
УДК 629.423.31-048.24
АФАНАСОВ А.М., д.т.н., доцент (ДНУЖТ)
Определение магнитных потерь в тяговых двигателях электроподвижного состава магистрального и промышленного транспорта
Afanasov A., Dr. Eng., Associated Professor (DNURT)
Determination of magnetic loss in traction motors of electric rolling trunk of main and industrial transport
Введение
Задача определения магнитных потерь в тяговых двигателях электроподвижного состава является одной из важных как для проектирования электродвигателей, так и для анализа режимов их нагружения при эксплуатации. Магнитные потери определяют как коэффициент полезного действия тяговой электромашины, так и их тепловое состояние.
Цель работы
Целью данной работы является определение универсальных характеристик
магнитных потерь в тяговых электрических машинах, использование которых позволит упростить как процедуру их проектирования, так и методику анализа их теплового состояния в условиях эксплуатации.
Методика исследования
К магнитным потерям в тяговых электрических машинах относятся потери в ярме и зубцах сердечника якоря, а также потери в стали полюсных наконечников главных полюсов, обусловленные зубчатым строением якоря и самого полюсного наконечника.
