CC BY
12
Аннотации:
Показана значимая роль топочных процессов в обеспечении работы огнетехнических объектов. Выявлена определяющая роль аэродинамики течения горючего, окислителя и продуктов сгорания в сложном аэротермохимическом комплексе. Разработана эффективная газодинамическая схема горелочного устройства с уникальными свойствами. Целью работы является разработка новой высокоэффективной струйно-нишевой технологии сжигания топлив для различных огнетехнических объектов на основе современных
экспериментальных и теоретических исследований вихревых течений в условиях химического реагирования и высоких температур.
Показано значущу роль топкових процеав в забезпеченш роботи вогнетехшчних об'екпв. Виявлено визначну роль аеродинамiки течи пального, окислювача та продукпв згоряння в складному аеротермохiмiчному комплексi. Розроблено ефективну газодинамiчну схему
пальникового пристрою з ушкальними властивостями. Метою роботи е розробка ново! високоефективно! струменево-нишово! технологи спалювання палив для рiзноманiтних вогнетехнiчних об'екпв на основi сучасних експериментальних та теоретичних дослвджень вiхрьових течiй в умовах хiмiчного реагування та високих температур.
The significant role of furnace processes in operational provisions of fire technical objects is shown. The determining role of aerodynamics of the flow of fuel, oxidizer and combustion products in the elaborate aerothermochemical complex is revealed. The effective gas-dynamic the scheme of burner device (BD) with the unique properties is developed. The purpose of the work is the development of the new highly effective stream-niche technology (SNT) of the combustion of fuels for different fire technical objects (furnaces, heat-generators, dryer, heaters, boiler units, gas turbines, ets) on the basis of contemporary experimental and theoretical investigations of vortex flows under the conditions of chemical reaction and high temperatures.
УДК 629.463.65:629.4.01 ФОМ1Н О.В., к.т.н. (УкрДАЗТ).
Модершзащя елемен^в стши боковоУ ушверсальних нашввагошв вггчи-зняного виробництва
Постановка проблеми i аналп результа-т1в останшх дослщжень
У вщповщносп до Комплексно!' про-грами оновлення залiзничного рухомого складу Укра'ни на 2008-2020 роки, яку за-тверджено розпорядженням Кабшету Мшь стрiв Укра'ни вщ 14 жовтня 2008 року №1259 одним з прюритетних напрямкiв ро-звитку залiзничноi галузi е оновлення ван-тажного вагонного парку Укрзалiзницi кон-
курентоспроможними моделями вагон1в в1тчизняного виробництва.
Вир1шення вищезазначено! задач1 по-требуе удосконалення базових конструкц1й вантажних вагон1в в1тчизняного виробництва за найважлив1шими техн1чними, економ1чни-ми, 1нтегральними критер1ями, як1 в1дпов1да-ють сучасному р1вню техн1ко-економ1чних показник1в (ТЕП). Одним 1з найважлив1ших ТЕП е - матер1алоемтсть (тара) вагон1в, зни-ження яко! е одним 1з пр1оритетних напрямюв удосконалення !х конструкцИ [1, 2].
Загальновщомими шляхами зниження тари вагошв е: здiйснення заходiв, що за-безпечують зменшення зусиль, яю дiють на вагон i його частини; надання вагонам i !х частинам оптимальних конструктивних форм; рацiональний вибiр матерiалiв; удо-сконалення технологи виготовлення i ремонту вагошв. При цьому на нишшнш час одним з перспективних методiв зниження матерiалоемностi конструкцiй втизняних вантажних вагонiв е здiйснення заходiв, якi спрямованi на забезпечення рацюнальних перерiзiв 1х складових.
На сьогодшшнш день одними з дефь цитних вантажних вагошв парку Укрзалiз-ниш е унiверсальнi напiввагони, що обгру-нтовуеться необхiднiстю вивода iз експлуа-тацп бшьшо"1 частини 1х парку по причиш досягнення призначеного термiну служби. Це обумовлюе потребу у 1х поповненнi. Державною програмою «Украшський вагон» (затверджена Мiнiстерством шфра-
структури Украши 04 лютого 2011р.) пе-редбачено у найближчi 3 роки оновити парк ушверсальних натввагошв Укрзалiз-ницi [1]. У якост техшчно"1 бази реалiзацii ще"1 програми передбачаеться використати власш вагонобудiвнi потужносп - ДП «Стрийський вагоноремонтний завод», ДП «Дарницький вагоноремонтний завод», ДП «Укрспецвагон». Базовою моделлю ушвер-сальних натввагошв, яю виготовляють цi тдприемства е модель 12-9745.
Результати проведених науково-дослiдних робiт [3, 4], спрямованих на по-лiпшення ТЕП натввагошв моделi 12-9745, свiдчать, що одним iз перспективних на-прямюв зниження собiвартостi виготовлення та шдвищення експлуатацшно1 надшно-стi цих натввагошв е модертзашя елемен-тсв конструкцiйного модуля стiни боково'1, а саме обв'язування верхнього та стшки вертикально!' (рисунок 1).
Рисунок 1. - Конструкшя стши боково1 напiввагону моделi 12-9745
Вирiшення вищезазначено1 задачi на емностi. Але анашз науково-техшчно1 л^ера-
сучасному рiвнi потребуе проведення опти- тури з профшю дослiджуваного питання за-
мiзацiйного проектування елементiв стiни свiдчив про вщсутнють проведення досль
боково1 за крш^ем мЫмально1 матерiало- джень з модершзаци зазначених елементiв.
Мета статт та викладення основного матер1алу
В статтi представлено особливосп та результати проведених роб^ з наукового обгрунтування основних параметрiв профь лiв, якi запропонованi для модершзацп обв'язування верхнього та стшки вертикально! стiни боково! ушверсальних нашвва-гонiв вiтчизняного виробництва.
Перерiзи дослiджуваних елементiв ю-нуючо! конструкци стiни боково! натвва-гону моделi 12-9745 представлено на рисунку 1. Загальна конструкщя обв'язування верхнього (рис.1 перерiз А-А) виконана з двох кутив 100х100х10-В (ДСТУ 2551, сталь 295-09Г2С ГОСТ 29281), як зварю-ються мiж собою в указаних мiсцях. При цьому погонна маса такого профшю дорiв-
нюе = 30 кг / м, умовна загальна довжина на вагон 1заг=26 м, осьовий момент опору Wicн=115,5см3. Стiйки вертикальш конструкци напiввагону моделi 12-9745 ви-готовляються у вiдповiдноcтi до ГОСТ 5267.6 iз cталi марки 295-09Г2 ГОСТ 29281. Вони мають профшь поперечного перетину, який показано на рисунку 1 (перерiз Б-Б). При цьому осьовий момент опору такого профшю складае Wх =116,5 см3. Погонна маса дорiвнюе = 28,7 кг / м .
Довжина стшки 1=2,22 м. Умовна загальна довжина уах стойок вертикальних такого профшю в конструкци натввагону складае 1заг=26,67 м.
Для модершзацп дослщжуваних про-фшв були проведенi пошуковi доcлiдження [5, 6] в ходi яких варiювалиcь рiзнi геомет-ричш форми (наприклад: два зварених швелера, труби квадратного перетину, гнут замкнул профiлi та iнш.) та конструкцшш матерiали (рiзнi марки cталi, сплави на ос-новi алюмiнiю i iнш.). Було встановлено, що для виготовлення обв'язування верхнього та стшки вертикально! доцшьно ви-користовувати гнутий замкнутий профiль зi cталi марки 09Г2. Виготовлення такого профшю з листа вщповщно! товщини може
здшснюватись за технологiями, якi засвоеш на виробничих базах та обладнанш втиз-няних вагонобудiвникiв. Це додатково за-безпечить зменшення cобiвартоcтi виготовлення обв'язування верхнього, стшки вертикально! та конструкци кузова натввагону в цшому. З урахуванням наведеного було проведено дослщження з вибору опти-мальних геометричних параметрiв !х пере-рiзiв.
На рисунку 2 наведено форму поперечного перерiзу запропонованого профь лю, основними геометричними параметрами якого е: 5 - товщина листа; Ь - зовшш-ня ширина профшю та його висота - И.
У1
I
К \ \ \ \\\ \ЧЧЧЧЧЧ \
\ ! г=7А/
X \ \ X
-¿с
<5 , \ \
\ 1 1 1 У
V4 X X X \\]ЧЧЧЧЧ У
У
ь
Рисунок 2. - Перерiз запропоновано! конструкци обв'язування верхнього та стшки вертикально! стши боково! натввагошв моделi 12-9745
Кiнцевою метою доcлiдження е по-
СЛ* 7 * 7 *
шук значень параметрiв (о ,п ,Ь ), при
яких буде забезпечена найменша маса обв'язування верхнього та стшки вертика-
г ■■ -,„„°б.в. -.„„ст.в.
льно1 cтiни боково1 ттП , ттП при ви-конаннi умови мiцноcтi (сетах < [с ] ).
В наведенш поcтановцi проектування обв'язування верхнього та стшки вертикально! може розглядатись як задача багато-мiрно1 оптимiзацi! з обмеженнями [7]:
m
в.в. ст.в./тг\
, mmin (X) ^ mln
X е Дх е Д '
™обв.в. ст.в.
де m , mmin - вщповщно маса
обв'язування верхнього чи стшки вертикально! стiни боково! (основн критерiальнi показники);
X - вектор керованих змiнних пара-MeTpiB, складовими якого розглядаються -5, h i b, iнтервали варiювання яких визна-чають область можливих ршень Д, в якiй функцiональними обмеженнями [а] видшя-еться область допустимих ршень Дх.
Особливостi оптимiзацiйних робгт з удосконалення обв' язування верхнього та стiйки вертикально! стiни боково! натвва-гонiв моделi 12-9745 представлено у роботах [5, 6]. Проведет розрахунки дозволили
визначити величини 8 , h , b для елемен-
тiв, що розглядаються, при цьому погонна маса обв'язування верхнього ново! конс-трукци буде складати m0^13. = 24 кг / м
(m^H = 30 кг / м), а осьовий момент
опору W = 115,81 см3 ( [W] = 115,5 см3 ). Ппогонна маса стшки вертикально! ново! конструкт! буде складати
mcnmJ; = 26,64 кг / м (m'Z = 28,7 кг / м), а осьовий момент опору
Wx = 118,56 см3 ([W] = 116,5 см3).
У результат впровадження запропо-нованих пiдходiв i методiв визначення та використання конструкцшних резервiв зниження матерiалоeмностi складових еле-ментiв стши боково! напiввагонiв моделi 12-9745 !х тару було знижено бiльше тж на 200кг при забезпеченнi умов мщносп.
Висновки i рекомендацп щодо подаль-шого використання.
Наведенi у статп матерiали свiдчать про доцшьтсть впровадження запропоно-ваного пiдходу до оптимiзацiйного проек-тування елементiв конструкт! кузова в^-
чизняних напiввагонiв з метою полшшення !х технiко-економiчних та експлуатацшних показникiв. Його практична реалiзацiя за-безпечить досягнення суттевого економiч-ного ефекту при !х виготовленн та експлу-атаци.
Запропонований тдхщ може бути ви-користаний для шших елементiв конструк-цiй кузовiв унiверсальних та спецiалiзова-них вантажних ваготв.
Список лiтератури
1 Кулiева, О Плани i перспективи укра'нських залiзниць [Текст] / О.Кулiева // Вагонный парк. - 2011 - № 1. -С.8-10.
2 Конструирование и расчет вагонов [Текст]: ученик для вузов ж.-д. трансп./ В .В .Лукин, Л.АШадур, В.Н.Котуранов,
A.А.Хохлов, П.С.Анисимов.; под общ. ред. В .В. Лукина. - М.: УМК МПС России, 2000. 728с.
3 Удосконалення конструкци на-твваготв виробництва ДП«Укрспецвагон» з метою полшшення !х техтко-економiчних показникiв: Зв^ про НДР (за-ключний) [Текст]/ УкрДАЗТ. - № ДР 0109Ш01186. - К., 2008. - 72 с. Мороз, В.1.,
4 Формалiзоване описання конс-трукци залiзничних вантажних ваготв /
B.1. Мороз, О.В. Фомш // Зб.наук.праць 107. - Харюв: УкрДАЗТ, 2009. - Вип. -С 173-179.
5 Мороз, В.1. Оптимiзацiйне проек-тування обв'язування верхнього стши боково! твваготв моделi 12-9745 з метою зниження матерiалоемностi [Текст]/ В.1. Мороз, О.В. Фомш, КВ. Сидоренко, В.П. Бшаш, В.В Фомш // Зб. наук. праць.- Хар-кiв: УкрДАЗТ, 2010.- Вип. 119.- С. 163-168
6 Мороз, В.1. Модертзатя стiйки вертикально! стши боково! утверсальних напiввагонiв вiтчизняного виробництва [Текст]/ В.1. Мороз, О.В. Фомш, // Зб. наук. праць.- Харюв: УкрДАЗТ, 2011.- Вип. 123.-
C. 196-201
7 Математическая теория планирования эксперимента [Текст]/ Под ред. С.М.Ермакова - М.: Наука, 1983. - 392 с.
Анотацн:
В статп представлено особливосп та резуль-тати оптимiзацiйного проектування за критерieм мiнiмальноï матерiалоeмносri профiлю у виглядi труби прямокутного перерiзу, який запропоновано використовувати в якосп обв'язування верхнього та стшки вертикальноï стiни боковоï унiверсальних нашввагошв.
В статье представлены особенности и результаты оптимизационного проектирования по крите-
рию минимальной материалоемкости профиля в виде трубы прямоугольного сечения, который предложено использовать в качестве обвязки верхней и стойки вертикальной стены боковой универсальных полувагонов.
In the article features and results of the optimization planning are presented after the criterion of minimum materialoemnosti type as a pipe rectangular a cut which it is suggested to use in quality the bar of around overhead and vertical wall lateral railways freight gondolas.
УДК 656.086
ЛОМОТЬКО Д.В., д.т.н. (УкрДАЗТ); ГОРОБЧЕНКО О.М., к.т.н. (Дон1ЗТ).
Аналггичне вираження ступеню впливу людського фактору на iMOBip-н1сть транспортно'1 поди
Постановка проблеми
В забезпеченш безпеки руху одним з основних завдань можна вважати розробку математичного апарату визначення 1мов1р-ност виникнення транспортно'1 поди. Це дозволить спрогнозувати виникнення не-безпечних умов та використати цей прогноз в системах керування рухомим складом.
Аналiз дослщжень i публжацш
Безпека руху постшно знаходиться в mm уваги вчених зал1зничниюв. Питання попередження травматизму на транспорт! розглянуто в [1]. Розробкою техшчних за-соб1в для визначення причин транспортних подш займаються науковщ УкрДАЗТ [2]. В
[3] визначено основну термшолопю та встановлено основи безпеки руху. Також
тд кер1вництвом В. М. Самсонкша розроб-лено методику обстежень i добору пращв-ниюв локомотивних бригад. Вона дозволяе визначити психофiзiологiчну характеристику пращвника.
Формулювання ц1лей статтi
В робот [5] зроблеш кроки по визна-ченню впливу людського фактору на вини-кнення транспортних подш, але ш в [1-4], ш в [5] не отримано анал^ичного виразу для розрахунку впливу локомотивно'1 бри-гади, ïï стану, на безпеку руху похадв. Саме отримання такого виразу е завданням дано!
статтi._
Викладення основного матеpiалу
В робот [6] запропоновано роздшити спектр чинниюв, що впливають на вiрогiд-нють виникнення браку в робот, на двi гру-
