Определение параметров процесса прессования снега и вакуум-прессового оборудования для снегоуборочной машины

• Автор: Быков, Вячеслав Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Состояние вопроса, цель и задачи исследования

1.1 Проблемы уборки снега в городах

1.2 Технология уборки снега, включающая стадию прессования

снега

1.3 Обзор и анализ исследований процесса прессования снега

1.4 Обзор исследований посвященных проблеме вывода газовой фазы из прессуемой среды

1.5 Постановка цели и задач исследования

Выводы по Главе

Глава 2 Изучение процесса прессования снега с применением его

вакуумирования
2.1 Влияние физико-механических свойств снега на процесс его прессования с применением вакуумирования среды
2.2 Описание процесса прессования снега с применением его
вакуумирования
2.3 Определение производительности снегопогрузочной машины, оборудованной агрегатом прессования снега
2.4 Постановка рабочей гипотезы исследований
2.5 Определение энергетических затрат при прессовании снега
Выводы по Главе
Глава 3 Экспериментальное исследование процесса прессования снега
3.1 Цель, задачи и общая методика экспериментального исследования
3.2 Описание экспериментального оборудования
3.3 Регистрирующее и измерительное оборудование
3.4 Подготовка и проведение эксперимента
Выводы по Главе
Глава 4 Обработка экспериментальный данных
4.1 Влияние усилия прессования на плотность снега в брикете
4.2 Проверка адекватности полученных математических моделей
4.3 Определение энергетические затраты на процесс прессования снега с учетом полученных экспериментальных данных
Выводы по Главе

Глава 5 Методика расчета параметров вакуум-прессового оборудования для
снегоуборочной машины
5.1 Разработка методики расчета параметров вакуум-прессового оборудования
5.2 Практические примеры реализации методики
Выводы по Главе
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность работы. В зимний период транспортная инфраструктура подавляющего большинства регионов Российской Федерации работает в особенно тяжелом режиме из-за проблем, вызванных обильными снежными осадками, затрудняющими движение транспорта. В таких ситуациях чрезвычайно важными становятся своевременность, быстрота и качество снегоуборочных работ, поэтому на очистку магистралей от снега и его вывоз приходится одновременно направлять большое количество снегоуборочной техники и человеческих ресурсов, что заметно повышает стоимость их зимнего содержания.
Высокая стоимость земли в крупных городах не позволяет осуществлять сезонное складирование убранного снега внутри городской черты, при этом вывоз снега на значительные расстояния до удаленных снегосвалок резко замедляет темпы его уборки, требует большого количества транспорта и экономически не выгоден. В крупных городах затраты на вывоз снега по перегруженным городским дорогам настолько велики, что экономически выгодным становится растапливание убранного снега на стационарных и мобильных пунктах. Это позволяет значительно сократить расстояние транспортировки.
Не менее важным фактором, обуславливающим высокие расходы на вывоз снега, является нерациональное использование грузоподъемности самосвалов, которая в несколько раз превосходит массу перевозимого снега. В этой ситуации вполне очевидным представляется повышение плотности снега, вывозимого автотранспортом. Это позволит сократить количество занятых в этом процессе транспортных средств, повысить производительность операций по вывозу снега, снизить загруженность городских магистралей.
Кроме того, повышение плотности убранного снега выполненное, например, за счет прессования в блоки позволит сократить занимаемое им место во дворах, на площадях и зонах временного складирования снега, что позволит отсрочить операции по его вывозу. В ряде случаев спрессованные снежные блоки можно использовать в качестве строительного материала для различных объектов во дворах, откуда снег зачастую не вывозят вообще. Использование снежных блоков при сооружении оснований зимних

Глава 2. Изучение процесса прессования снега с применением его вакуумирования
2.1 Влияние физико-механических свойств снега на процесс его прессования с применением вакуумирования среды
Снег представляет собой пористую массу, состоящую из относительно прочных, но слабо связанных между собой кристаллов и зерен (твердая фаза), между которыми содержится воздух, насыщенный водяными парами, (газовая фаза), а также гравитационная и пленочная вода (жидкая фаза) [17, 20]. Отношение объема газовой фазы, заключенной в образце снега, к общему объему этого образца называется пористостью снега. Для сухого снега пористость определяется в долях и зависит от плотности кристаллов льда [12]
«=1 -р!рл , (2.1)
где р - плотность снега, кг/м3; рл=917 кг/м3 - плотность кристаллов льда.
Влажный снег принято характеризовать воздушной пористостью влажного снега, определяемой как отношение объема воздуха, заключенного в образце снега, к общему объему образца
п=1-р/рл-(1-0,083-Г) , (2.2)
где IV — влажность снега, определяемая как отношение массы воды к общей массе снега, выраженное в долях.
Общая пористость влажного снега (отношение объема всех пор, заполненных водой и влажным воздухом, к общему объему образца снега) определяется закономерностью
п=1-р1рл-(1-Ж) (2.3)
Пористость снега связана с его структурой и поэтому изменяется по мере его уплотнения. В табл. 2.1 представлены средние значения плотности и пористости различных видов снега [64].
Пористость снега обуславливает способность снега к воздухопроницаемости,
которую принято характеризовать коэффициентом воздухопроводности снега Кв.