Повышение эффективности работы снегозадерживающих устройств в регионах с переменными ветрами

• Автор: Егоров, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. Аналитический обзор проблемы снегозадержания на железных дорогах и цель исследования
1.1 Природа появления снежных заносов на железнодорожном пути и количественные зависимости снегопереноса ,

1.2 Аналитический обзор средств защиты пути на перегонах от снежных 1 заносов. ,

1.2.1 Классификация средств защиты пути.

1.2.2 Конструкции снегозадерживающих заборов применяемые на Российских железных дорогах

1.2.3 Конструкции снегозадерживающих устройств, применяемые за рубежом

1.3 Влияние снега на деятельность железнодорожного транспорта

1.4 Выводы по главе 1. 5

1.5 Цели и методы исследования

2. Математическое моделирование работы снегозадерживающих
конструкций. ,
2.1. Общие положения
2.2. Математическое моделирование поля течения скорости вблизи базовой модели снегозадерживающего устройства
2.2.1 Описание математической модели базового
снегозадерживающего устройства
2.2.2 Система уравнений и используемые модели турбулентности. .
2.2.3 Общий характер течения воздушного потока
2.2.4 Влияние профиля скорости в приземном слое.
2.2.5 Моделирование формирования сугроба за базовым снегозадерживающим устройством I
2.2.6 Основные выводы, полученные в ходе математического
моделирования базового снегозадерживающего устройства
2.3 Разработка новых снегозадерживающих устройств
2.4 Расчеты по обтеканию новых видов снегозадерживающих устройств
2.5 Выводы по главе 2
3. Физическое моделирование работы снегозадерживающих устройств.
3.1 Описание эксперимента
3.1.1 Имитация земной поверхности.
3.1.2 Имитация профиля ветра
3.1.3 Описание моделей сменных снегозадерживающих конструкций.
3.2 Испытание снегозадерживающей модели базового устройства
3.3 Сравнительный анализ полей течения за снегозадерживающими моделями.
3.4 Моделирование работы флажкового снегозадерживающего устройства
3.5 Экспериментальное исследование влияния плотности ткани на
аэродинамические характеристики сетки с флагами
3.6. Исследование зависимости коэффициента сопротивления
снегозадерживающих устройств от угла обдува.
3.7 Выводы по главе 3.
4. Предложения по проектированию и расчетам снегозадерживающих конструкций.
4.1 Описание участка ст. Полярный Урал 0 км линии Чум Лабытнанги Северной железной дороги
4.2 Расчет конструкции снегозадерживающих устройств
4.3 Исследование работы снегозадерживающих устройств на опытном полигоне.
4.4 Выводы по главе 4
,


I
Введение
Актуальность


К заносимым относятся Восточно- Сибирская, Дальневосточная, Горьковская железные дороги, а также южные части Северной и Октябрьской железных дорог, на территории которых наблюдаются снегопады и метели с сильной интенсивностью. Слабозаносимой является Забайкальская железная дорога, на территории которой наблюдаются снегопады, и метели с умеренной интенсивностью. Актуальность проблемы предупреждения снежных заносов на сети железных дорог в настоящее время будет возрастать в связи с намечающимся развитием её топологии в северных территориях с наиболее неблагоприятными условиями снегопадов и метелей. В соответствии со Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до года [1] должны быть построены важнейшие стратегические, социально- значимые и грузообразующие линии, в том числе трансконтинентальная железнодорожная магистраль с выходом к Берингову проливу, железнодорожная линия для сообщения с Сахалином. Чум- Усть-Кара (0 км). Как видно развитие транспорта и расширение транспортно- дорожного строительства в районах Заполярья Российской Федерации в ближайшее время примет большой «размах». Безопасность работы транспорта во многом будет определяться учетом требований снегоборьбы при разработке проектов новых линий. Снежные заносы образуются в результате взаимодействия снеговетрового потока с прилегающим рельефом и препятствием при наличии ряда определенных условий. Но характер снегоотложений на поверхности рельефа отличается при разных проявлениях снеговетрового потока. Снегопад - это выпадение снежных частиц из атмосферы без ветра []. Следует отметить, что конструкции, сооружаемые в полосе отвода станций и железнодорожного пути, не устраняют снежных заносов образующихся в результате снегопада. Эффективным средством предупреждения образования снежных заносов при снегопаде на перегонах и станциях являются галереи и навесы различных конструкций. Верховая метель представляет собой выпадение снежных частиц из атмосферы при наличии ветра. Условной границей между снегопадом и верховой метелью считается скорость ветра 3 м/с выпадение измеренная на высоте, превышающей более чем в сто раз размеры выступов шероховатости над поверхностью ровного снежного покрова [8J. Низовой (дефляционной) метелью называется перемещение ветром снега, уже упавшего на земную поверхность в данный момент или отложившегося ранее. Низовая метель возникает при взаимодействии ветрового потока и снежного покрова на рельефе [4]. При взаимодействии с преградами, находящимися на рельефе, снеговетровой поток изменяет направление движения и скорость, вследствие чего происходит осаждение частиц. Первым метелемерные наблюдения во время верховых метелей произвел в году Г. А. Низовкин, а в дальнейшем исследование верховых метелей проводил Комаров A. В аэродинамических зонах действия преград эта равномерность нарушается. Данные зоны образуются в результате появления областей отрыва воздушного потока при наличии различных препятствий и неровностей местности. J. При верховых метелях навесы, лесопосадки и другие средства не обеспечивают условие незаносимости пути и железнодорожных станций. Проблемой изучения низовых метелей занимались Н. А. Рынин [], Н. Е. Жуковский [], А. К. Дюнин [], A. A. Комаров [], Д. М. Мельник [,], и др. Источником возникновения низовых метелей являются ветровые потоки и наличие снежных частиц на подстилающей поверхности. В зависимости от состояния снежного покрова, перенос снега начинается при разных скоростях ветра. Разные исследователи приводят в своих работах различные скорости ветра, при которых начинается перенос снега: от 2 м/с и до м/с. В результате наблюдений H. H. Изюмова [] и А. К. Дюнина [] было установлено, что основная масса снега переносится в слое высотой см над поверхностью снежного покрова. Формула (1. А.К. Дюнина и Д. М. Мельника [] при скорости ветра в среднем до м/с, поэтому в данной работе она принята для дальнейших исследований и ссылок. В действительности большой интерес представляет расчет количества выпадающего снега из снеговетрового потока между двумя сечениями и в г проф. А.Х.