массы тары 4-х осного вагона, q.т4=21,8 тс

8-ми осного вагона, qт8= 43,7 тс

масса нетто 4-х осного вагона, qн4=64 тс

8-ми осного вагона, qн8=125 тс.

4.2 Определение массы состава грузового поезда

Расчет массы состава грузового поезда ведется по формуле:

, тыс. тонн. (4.1)

где: - расчетная сила тяги локомотива при расчетной скорости;

Рл - расчетная масса локомотива

- основное удельное сопротивление движению локомотива при расчетной скорости в кгс/тс, определяемое по формуле:

= 1,9 + 0,01* + 0,0003 *2, кгс/тс (4.2)

= 1,9 +0,01* 44,2 + 0,0003 * (44,2)2 = 2,93, кгс/тс

- основное удельное средневзвешенное сопротивление движению состава при расчетной скорости, которое определяется по формуле:

кгс/тс (4.3)

где - количественное соотношение 4-хосного вагона в составе соответственно на подшипниках скольжения и качения (0,4,0,6);

В4,В8- доля четырех и восьмиосных вагонов в составе, которое вычисляется по выражениям:

; (4.4)

где: - количественные соотношения соответственно 4,8-осных вагонов в составе, (0,7; 0,3)

q6p4 = qn4+qT4 = 21,8+64 = 85,8 тс (4.5)

q6p8 = ян8+ят8 = 43,7+125 = 168,7 тс (4.6

В4 = 0,7*85,8/(0,7*85,8+0,3*138,7) = 0,54

B8 =0,8*168,7/(0,7*85,8+0,3-168,7)=0,46

B4+B8 = 0,54+0,46= l

Для определения основного удельного сопротивления движению состава вычисляем следующие формулы:

для груженого 4-хосных вагонов на подшипниках скольжения

= 0,7 + (8 + 0,1*+ 0,0025*V)/q0 (4.7)

для груженых 4-х осных вагонов на роликовых подшипниках

= 0,7 + (3 + 0,1*+0,0023*V2)/q0 (4.8)

- для груженых 8-осных вагонов

= 0,7+(6+0,038* +0,0021*V2) / q0 (4.9)

Где: q0- погрузка от оси вагона на рельсы в те/ось

q04 = qбр4 / 4 (4.10)

q08 = qбр8 / 8 (4.11)

q04= 85,8 / 4 = 21,45 тс/ось

q08= 168,7 / 8 = 21,1 тс/ось

= 0,7+(8+0,1* 44,2+0,0025*(44,2)2 / 21,45=1,5 кгс/тс

= 0,7+(3+0,1* 44,2+0,0023*(44,2)2 / 21,45=1,27 кгс/тс

= 0,7+(6+0,038*44,2+0,0021*(44,2)2 / 21,1=1,26 кгс/тс

Подставляя полученные значения в формулу (4.3), получим средневзвешенное удельное основное сопротивление движению состава.

=0,54*(1,5*0*4+1,27*0,6)+0,46*1,23=1,32 кгс/тс

Для получения массы состава в исходную формулу подставляются значения и

= 49000-184*(2,93+7) / (1,32+7)=5673 тс.

Так как масса состава округляется до 50 те, её значение принимаю равной

= 5700 тс. [6].

4.3 Определение массы состава по длине станционных путей

Масса поезда, соответствующая полному использованию полезной длины станционных путей, определяется по формуле:

(4.12)

где Рпн - погонная погрузка вагонов на путь, тс/м определяется

Pпн = Q6p/Lс тс/м (4.13.)

Рпн=5700 / 854,12=6,67 тс/м

= [ 1050-( 33+10 ) ] 6,67=6716 тс

Это наибольшая масса поезда по длине станционных путей, которая может быть использована для формирования тяжеловесных поездов.

4.4 Проверка массы состава на трогание с места

Рассчитанная масса грузового состава по формуле (4.1) проверяется на трогание с места на остановочных пунктах по формуле:

(4.14)

где: - крутизна наибольшего уклона на остановочных пунктах заданного участка ‰, = 0 ‰

Fктр - сила тяги локомотива при трогании с места

Wтр - удельное сопротивление состава при трогании с места,

определяемое по формуле:

- для вагонов на подшипниках скольжения 4-хосных

, кгс/тс (4.15)

кгс/тс

- для вагонов на подшипниках качения

, кгс/тс (4.16)

 кгс/тс

для 8-миосных вагонов:

кгс/тс

Тогда:

кгс/тс (4.17)

где: - количественное соотношение вагонов соответственно на подшипниках скольжения и качения.

= (4,9*0,4+0,98*0,6)*0,7+1,0*0,2= 1,98 кгс/тс

Подставляя полученное значение Wrp , получим

= 66200 / (1,98+0) - 184 = 33250 тс

Полученная масса состава отвечает условию Qтр > Qбр, следовательно поезд может останавливаться на всех раздельных пунктах участка.

4.5 Определение количества вагонов в составе порожнего поезда

Количество вагонов в составе порожнего поезда определяется из условий полной вместимости приемоотправочных путей станции по формуле:

, вагон (4.18)

где: - средняя длина одного физического вагона, определяемая по формуле:

= ( m4L4 + m8L8)/(m4 + m8), м (4.19)

= (14,73*36 +20,24*16) / 52=16,43 м.

mпор= (1050-33-10) /16,43= 61 вагон.

4.6 Определение длины груженого поезда

Длина поезда из груженых вагонов определяется по формуле:

Lnгр = LЛ + Lc + l0, м (4.20)

где: Lл- длина локомотива в м., для электровоза ВЛ 80TК, Lл=33 м.

Lc- длина состава в м.

Lc= m4L4 + m8L8 =36*14,73+16*20,24 = 854,12 м.

10- запас длины на неточность установки поезда.

Lnгр = 33 + 854,12 +10 = 897,12 м.

5 Технология работы парка приема

При выходе поезда с соседней станции дежурный по станции поста ЭЦ, согласовав со станционным диспетчером путь приема поезда и при подходе поезда к станции, извещает работников станционного технологического центра, пунктов технического и коммерческого осмотра вагонов о номере, индексе поезда, пути приема и времени его прибытия для подготовки к встрече прибывающего поезда работниками, участвующими в его обработке и соблюдении правил техники безопасности.

При одновременном прибытии двух и более поездов дежурный по станции поста ЭЦ сообщает работникам ПТО и приемщикам поездов очередность их обработки. После остановки поезда дежурный по станции поста ЭЦ, в обязательном порядке, дает указание сигналистам о закреплении состава на пути прибытия до отцепки поездного локомотива [8].

Предъявление вагонов к техническому обслуживанию в приемочном парке производит дежурный по станции поста ЭЦ, с указанием номера поезда, времени предъявления к осмотру, номеров головного и хвостового вагонов и количества вагонов в составе.

Обработка состава в парке прибытия состоит из следующих операций:

технического обслуживания вагонов;

коммерческого осмотра вагонов;

контрольной проверки состава;

проверки наличия перевозочных документов на каждый вагон.

До прибытия транзитных поездов станционный диспетчер путем запроса из ЭВМ, за час до начала планируемого 3-х часового периода, получает план подвода поездов.

На основании плана подвода поездов и ранее полученных натурных листов из ЭВМ АСОУП, ЭВМ СТЦ информирует и выдает план подхода поездов к станции Караганда.

Маневровый диспетчер заранее, план поездов, таблицу разложения составов, подход порожних вагонов получает в автоматическом режиме из ЭВМ СТЦ.

При техническом обслуживании состава в приемоотправочном парке выявляются вагоны, требующие отцепочного ремонта (в вагонном депо или на специализированных путях), а также вагоны с техническими неисправностями, которые могут быть устранены в парке отправления, за время, установленное графиком.

Перед производством технического обслуживания, состав ограждается оператором ПТО и сигналом ограждения дежурного по посту централизации поста ЭЦ, после чего сигналы с данного пути и на путь блокируются на запрещающее показание.

О всех неисправностях, подлежащих устранению при безотцепочном ремонте, осмотрщики наносят меловые пометки. Вагоны, подлежащие отцепочному ремонту, размечаются с указанием места производства ремонта (специализированные пути, ВЧД, ВРЗ) и через оператора ПТО осмотрщики вагонов предгорочного парка передают номера этих вагонов маневровому диспетчеру с последующей выдачей ему уведомления формы ВУ-23.

Осмотр поездов в коммерческом отношении осуществляется приемщиком поездов. После получения сообщения от дежурного по станции поста ЭЦ-1 или ЭЦ-2 о предстоящем прибытии поезда, приемщики поездов заблаговременно выходят на путь приема и встречают поезд с двух сторон, после остановки, закрепления и ограждения состава, осмотр осуществляется проходом вдоль состава с двух сторон.

В необходимых случаях все данные на род груза приемщики поездов получают по телефону от старшего приемщика поездов, находящегося в конторе.

Моментом окончания технического осмотра состава, является время снятия ограждения с пути. Время окончания технического обслуживания каждого состава старший осмотрщик вагонов периодически через 2,5 часа отмечает в журнале ВУ-14, находящемся у дежурного по станции поста ЭЦ. Время окончания коммерческого осмотра каждого состава отмечается в специальном журнале формы ГУ-98, который ведется старшим приемщиком поездов, находящемся в станционном технологическом центре. Данные об окончании коммерческого осмотра и выявленных замечаниях старший приемщик поездов получает по телефону от приемщиков поездов предгорочного парка.

Порядок выполнения операций и нормы времени на обработку составов в предгорочном парке указаны в графике обработки поезда, поступающего в переработку, рис.5.1.

При разработке технологического процесса обработки поездов в парке

прибытия устанавливаются:

порядок обработки поездов, прибывающих в расформирование;

порядок пропуска поездных и горочных локомотивов и маршруты их следования;

нормы времени и технологические графики обработки составов;

потребное число бригад ПТО и количество групп в каждой бригаде.

В условиях, объективно присущих транспортному процессу как посуточной, так и внутрисуточной неравномерности, для бесперебойной работы станций необходимо обеспечение рационального взаимодействия в работе основных парков и сортировочных устройств между собой и с прилегающими участками. Рассматривая сортировочную станцию, ее парки и технические средства как систему массового обслуживания, можно сформулировать основное условие взаимодействия: интенсивность обслуживания должна быть больше интенсивности входящего потока составов, поступающих в систему обслуживания. Соответственно средний интервал обслуживания составов должен быть меньше интервала их поступления на обслуживание [8].

Наименование операций	До прибытия поезда	После прибытия поезда (мин) 0 5 10 15	Исполнители
Извещение работников ПТО, ПКО о времени прибытия поезда					Оператор СТЦ
Контрольная проверка во входной горловине парка					Дежурный по станции
Ввод в ЭВМ информации о прибытии поезда. Получение размеченного натурного листа					Оператор СТЦ
Списывание состава во входной горловине					Телетайпист
Доставка перевозочных документов в СТЦ		5			Оператор СТЦ
Проверка ТНЛ, штемпелевание и проверка перевозочных документов			5		Оператор СТЦ
Корректировка и печать сортировочного листа				3	Оператор СТЦ
Технический и коммерческий осмотры составов			15		Работники ПТО, ПКО
Общая продолжительность обработки поезда			15

Рисунок 5.1. График обработки поезда, поступающего в переработку

Для сокращения продолжительности обработки составов и доведения ее до уровня, регламентированного типовым технологическим процессом, бригада ПТО комплектуется из нескольких групп, одновременно осматривающих разные части состава. При этом средняя продолжительность технического осмотра равна [7]:

, мин (5.1)

где т - число вагонов в составе;

- среднее время обработки группой осмотрщиков одного вагона (принять t = 0,8 - 1,0 мин.);

- число групп осмотрщиков в бригаде ПТО (рекомендуется число групп принимать таким, чтобы продолжительность технического осмотра состава была ближе к нормативу типового технологического процесса, превышая его не более чем на 5 мин.).

Интервалы между моментами поступления поездов в парк приема колеблются в достаточно широких пределах. Для нахождения числовых характеристик и закона распределения интервалов их вначале следует сгруппировать от минимального до максимального значения примерно на 8-9 разрядов.

На основании данных определяем характеристику интервалов прибытия.

, мин (5.2)

Суммируя затем данные графы 7, используем их для вычисления дисперсии, равной

(5.3)

Среднее квадратичное отклонение отдельных интервалов от их среднего

Значения

, мин (5.4)

Коэффициент вариации интервалов

 (5.5)

Значения коэффициента вариации показывает высокую степень неравномерности прибывающих поездов в разборку.

Ординаты гистограммы, представляющей собой эмпирический график плотности распределения рассматриваемой переменной величины, получаются делением частот на величины соответствующих разрядов.

Рисунок 5.2. Гистограмма интервалов прибытия поездов

Расчетный интервал определится по формуле

(5.6)

где Imin - минимальный интервал прибытия поездов в парк прибытия. Тогда: мин

Таблица 5.1

Характеристика интервалов прибытия поездов

№ п/п	Значения интервалов в разряде.	Число интервалов	Среднее значение интервала	Частота Р			Ординаты гистограммы
1	2	3	4	5	6	7	8
1	0-20	4	10	0,114	1,14	11,4	0,006
2	21-40	17	30,5	0,0486	14,82	452,1	0,026
3	41-80	8	60,5	0,229	13,85	838,2	0,006
4	81-140	6	110,5	0,171	18,9	2087,9	0,003
Итого	35	-	1,000		3389,6	-

Для обеспечения бесперебойной обработки поездов в парке прибытия необходимо выполнение следующего условия взаимодействия:

, (5.7)

где Б - число одновременно работающих бригад ПТО. Отсюда, для данного примера Б = 20 / 27,4 = 0,73 =1 бригада.

Полученное дробное значение Б округляется в меньшую сторону, если загрузка бригад при этом не превысит 0,73. В противном случае округление производится в большую сторону.

Количество групп в бригаде равно Kгр = 0,9 х 53 / 20 = 2,3 => 3 группы.

В этом случае состав делится на три части, каждая из которых обрабатывается своей группой. Размещение групп в момент прибытия поезда и организация их работы показаны на рис. 4.3.



Рисунок 5.3 Трехгрупповая обработка состава поезда бригадой ПТО:

- размещение групп в момент прибытия поезда;

- размещение вагона, требующего безотцепочного ремонта;

1,2,3 - номер группы

Загрузка бригады определяется по формуле

, (5.8)

где - число поездов, прибывающих в расформирование за сутки (N =35 поездов);

- общая продолжительность нормированных перерывов в работе бригады ПТО за сутки, можно принять t =80 мин.

Тогда

На основе полученных выше данных можно рассчитать средний простой составов в ожидании технического осмотра по формуле

, мин (5.9)

где - коэффициент вариации времени технического осмотра, можно принять в пределах v =0,3-0,4. Тогда мин

6 Суточный план-график работы станции

Суточный план-график является технологическим документом, определяющим основные нормативные параметры и показатели работы станции. Он представляет графическую модель технологического процесса переработки вагонопотоков. На основании суточного плана-графика определяются основные технические показатели и нормативы работы станции [7].

На плане-графике показывают:

занятие путей парков прибытия и отправления;

работу горки, вытяжных путей, маневровых локомотивов;

график подхода поездов в расформирование, отправление поездов своего формирования, транзитных и пассажирских поездов;

накопление вагонов на путях подгорочного парка;

работу с местными вагонами.

Для построения суточного плана-графика работы сортировочной станции необходимо знать продолжительность выполнения маневровых операций с вагонами, локомотивами, время занятия перегонов, путей и горловин в маршрутах приема и отправления поездов. Для удобства построения суточного плана-графика затраты времени на отдельные маневровые элементы округляются в большую или меньшую сторону.

Далее рассчитываются показатели работы станции. При этом учитываются суточные данные о количестве поездов и вагонов за исключением расчетов простоев в ожидании производственных операций и коэффициентов использования маневровых локомотивов. Эти данные определяются по плану-графику за 24 часа. Ниже приводится порядок расчета.

1) Средний простой транзитного вагона без переработки:

, мин (6.1)

где - общие вагоно-часов или вагоно-минут нахождения транзитных вагонов без переработки на станции;

- общее число вагонов в транзитных поездах.

Обе эти суммы могут быть определяются по плану-графику.

2) Средний простой транзитного вагона с переработкой:

,мин (6.2)

где - средний простой вагона под обработкой в парке прибытия, мин.;

, мин (6.3)

где - среднее технологическое время обработки состава по прибытии, мин;

- среднее продолжительность межоперационных простоев в парке прибытия, мин;

, мин (6.4)

где - суммарные вагоно-часы межоперационных простоев в парке прибытия, определяемые по графику за 12- часовой период;

- общее за 12 - часовой период число транзитных вагонов с переработкой, поступивших в парк прибытия, мин.;

- среднее время нахождения вагона в процессе расформирования, складывается из времени на надвиг и роспуск состава с горки, т.е.:

, мин (6.5)

где - средний простой вагона в сортировочном парке, он складывается из двух слагаемых:

, мин (6.6)

где - средний простой вагона в ожидании окончания формирования состава, определяется по формуле, аналогичной (6.4), при этом в знаменателе должна быть сумма вагонов в накопительных составах;

- среднее время простоя вагона под накоплением, его можно определить аналитически.

, мин (6.7)

где - число назначений плана формирования;

- количество вагонов, отправляемых в поездах своего формирования за сутки;

- параметр накопления (суточные составо - часы накопления). Его примерное значение.

(6.8)

где - среднее время нахождения вагона в процессе окончания формирования на вытяжках с учетом перестановки состава в парк отправления, рассчитывается по данным раздела 5 как средневзвешенная величина;

- средний простой вагона в парке отправлений;

,мин (6.9)

где - среднее технологическое время обработки состава по отправлению (принимается по технологическому графику);

- средняя продолжительность межоперационных простоев в парке отправления, определяется по формуле, аналогичной (6.4).

3) Общий простой транзитного вагона:

, мин (6.10)

4) Средний простой местного вагона:

,мин (6.11)

В этой формуле два первых и три последних слагаемых в общем случае совпадают с соответствующими элементами простоя транзитных вагонов с переработкой. Значения остальных слагаемых следующее:

где - средний простой местного вагона в сортировочном парке в ожидании подачи;

- среднее время на подачу местного вагона, включающее подборку и расстановку;

- средний простой местного вагона в ожидании начала грузовых операций;

- среднее время простоя местного вагона под погрузкой выгрузкой;

-соответственно время на ожидание уборки и уборку вагона с фронтов погрузки;

5) Коэффициент сдвоенных операций определяется по формуле:

, (6.12)

где - число погруженных вагонов за сутки;

- то же, выгруженных вагонов;

- количество порожних вагонов, поступивших под погрузку под регулировке с других станций.

6) Средний простой местного вагона под одной грузовой операцией определяется по формуле:

 , часов (6.13)

где - средний простой местного вагона на станции, час.

7) Рабочий парк (среднее наличие) вагонов на станции определяется по формуле:

, (6.14)

где - суточное поступление на станцию вагонов рабочего парка соответственно транзитных без переработки, с переработкой и местных;

- средние простои вагонов транзитных без переработки, с переработкой и местных, час.

8) Вагонооборот станции - это сумма прибывших и убывающих вагонов за сутки, т.е.

, вагонов (6.15)

9) Коэффициент использования маневровых локомотивов расчитывается для каждого локомотива по плану - графику по формуле:

, (6.16)

где - общее время занятия локомотива маневровой работой за 24 часовой период, мин.

10) Коэффициент использования горочных механизмов определяется по формуле:

, (6.17)

где - время роспуска состава на горке;

- продолжительность горочного технологического интервала.

Рассчитаем показатели суточного план-графика.

мин

2) мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин = 5,3 ч

3)мин = 2,32 ч

мин=ч

ч

вагонов

вагонов

7 Организация работы горки

На станции Караганда-Сортировочная имеется две сортировочные горки.

Нечетная сортировочная горка работает на 15 путей, в том числе на пути 33, 34, 35, 36, сообщающиеся с четной горкой, имеет два пути надвига Г-1 и Г-2, которые являются продолжением путей парка приема нечетных поездов.

К пути надвига Г-2 примыкает соединительный путь для выхода с горки и из парка 01 на 1 и 3 пассажирские пути. К пути надвига Г-1 примыкает соединительный съезд №64, для выхода в парк отправления четных поездов. Через стрелку №321 осуществляется выход с путей №№ 33, 34, 35, 36 на соединительные съезды №№ 64 и 65, стрелкой № 331 к горловине горки примыкает путь № 33, на котором расположен пункт механизированного ремонта вагонов [10].

Перед разделительной стрелкой № 303 расположена первая интервальная тормозная позиция из двух замедлителей КВ-3 №№ 1 и 2. За разделительной стрелкой расположена вторая тормозная позиция из четырех замедлителей КВ-3: в первом пучке №№ 3, 4, во втором №№ 5 и 6.

Горка оборудована горочной автоматической централизации и терминалам АСУСС.

На каждом пути сортировочного парка, на третьей тормозной позиции установлены башмакосбрасыватели полукрестовинного типа.

Четная сортировочная горка работает на 18 путей, имеет два пути надвига Г-1 и Г-2, которые являются продолжением путей парка приема четных поездов.

К пути Г-2 примыкает соединительный путь №81 для выхода в нечетную сортировочную систему. Через стрелку № 334 осуществляется выход с путей №№ 34, 35, 36 в парки 02 и 05 (из-за износа глухого пересечения съездов 79/81 выход в парк 05 временно закрыт). К пути Г-1 примыкает соединительный съезд для выхода на II главный путь. Стрелкой № 330 к горловине горки примыкает 33-й путь с расположенным на нем пунктом механизированного ремонта вагонов.

Перед разделительной стрелкой №304 расположена первая интервальная тормозная позиция из двух замедлителей КВ-3 №№1 и 2.

За разделительными стрелками №№ 304 и 306 расположена вторая тормозная позиция из 6-ти замедлителей КВ-3: в первом пучке №№3 и 4, во втором пучке №№5 и 6, в третьем пучке №№ 7 и 8.

На путях сортировочного парка расположена третья тормозная позиция из 54-х замедлителей РН3-2 (по три на каждом пути):

в первом пучке №№ 111, 121, 131, 141, 151, 161;

во втором пучке №№ 211, 221, 231, 241, 251, 261;

в третьем пучке №№ 311, 321, 331, 341, 351, 361.

Горка оборудована горочным микропроцессорным комплексом (КГМ), горочной автоматической централизацией и терминалами АСУСС.

На каждом пути сортировочного парка установлены башмакосбрасыватели полукрестовинного типа.

Торможение вагонов на третьих тормозных позициях и в глубине сортировочного парка нечетной сортировочной системы осуществляют регулировщики скорости движения вагонов тормозными башмаками.

В четной сортировочной системе до полного ввода в действие и освоения замедлителей третьей тормозной позиции, торможение вагонов также осуществляют регулировщики СДВ тормозными башмаками.

Для каждой горки составляют технологические графики. При работе на горке двух локомотивов заезд за составом и, частично, надвиг производятся параллельно роспуску (при наличии двух путей надвига на горку).

Графики работы составляют на основе предварительно рассчитанных норм времени на выполнение элементов горочного цикла (заезд, надвиг, роспуск, осаживание) для разного числа локомотивов и различного распределения работы - окончания формирования и осаживания - между локомотивами горки и вытяжных путей. В них учитывается возможная враждебность передвижения, в том числе с приемом поездов и пропуском поездных локомотивов в депо. По этим графикам определяют горочный цикл (циклически повторяющуюся последовательность операций с группой поездов), время горочного цикла и количество поездов, расформировываемых за один цикл. Делением времени горочного цикла на количество поездов определяется горочный технологический интервал - среднее время, необходимое на формирование одного состава (включая сопутствующие операции - осаживание и окончание формирования).

Для того, чтобы полнее совместить процессы расформирования и формирования, важно правильно установить специализацию сортировочных путей [10].

Разработка технологического процесса работы горки должна производиться исходя из условий максимального совмещения операций расформирования и формирования поездов и максимальной параллельности всех горочных операций с процессом роспуска и накопления вагонов, что достигается высоким уровнем механизации и автоматизации горочных процессов, диспетчерским руководством работой горки и применением передовых методов работы [13].

Технологическое время на расформирование - формирование одного состава с горки:

Тр-ф= tз+ tтб+ tнад+ tрос+ tос+ tЗСГ, мин (7.1)

где tз- среднее время на заезд локомотива от вершины горки до хвоста

состава в парке прибытия, мин;

tнад - среднее время надвига состава из парка прибытия до вершины

горки, мин;

tрос - среднее время роспуска состава с горки, мин;

tос - среднее время на осаживание вагонов на путях сортировочного

парка, приходящееся на один расформированный состав, мин;

tоф - время на выполнение операций окончания формирования со

стороны горки, приходящееся на один состав, мин;

Среднее технологическое время на выполнение операций, указанных в формуле (6.1), рассчитывается по приводимым ниже формулам.

Время на заезд локомотива:

tз= tЇз+ Тпд, мин (7.2)

где tЇз - затрата времени на выполнение рейса от вершины горки до

хвоста состава, мин;

Тпд - время на перемену направления движения, принимаем 0,15 мин.

Первое слагаемое:

tЇз= 0.06 , мин (7.3)

где lз - расстояние от вершины горки до хвоста состава в парке

прибытия; устанавливается по схеме станции состоит из двух полурейсов.

Vз - средняя скорость заезда горочного локомотива, км/ч.

Расчет элементов времени заезда рассчитаем в таблице 6.1.

Таблица 7.1

Расчет элементов времени заезда

Наименование показателей	Парк 02	Парк 01
Ординаты	стрелочный перевод 338-473м. светофор М-8-2388м. светофор М-30-2138м.	стрелочный перевод 317-706м светофор М-23-2665м. СветофорЧм13-н-2391м
L?з - полурейс	2388-473=1915м	2665-706=1959м
L??з - полурейс	2388-2138=250м	2665-2391=274м
Vз - средняя скорость заезда	18 км/час	18 км/час
Тпд - время перемены направления	0,15 мин (ТНВ)	0,15 мин (ТНВ)
Lлок - длина локомотива	34м	34м

Для парка 02: tЇз=;

Для парка 01: tЇз=.

При надвиге состава на горку необходимо убрать закрепление состава, т.е. выполнить освобождение и уборку тормозных башмаков:

Тсжатия состава = 0,1 мин.,

Тпрохода вдоль состава : (5ваг.*15 м.): 50м/мин.=1,5 м/мин.,

Туборки башмаков : 0,1 х 6 башм.=0,6 мин.,

Тдоклад = 0,2 мин.

Для парков 01 и 02:

Ттб = 0,1+1,5+0,6+0,2=2,4 мин.

Время надвига состава:

tнад = 0.06 , мин (7.4)

где lн - расстояние от границы предельных столбиков парка прибытия до вершины горки, м;

Vн - средняя скорость надвига состава на горку, км.\ч.

Расстояние надвига состава на горку определено в таблице 7.2.

Таблица 7.2

Определение расстояние надвига состава

Наименование показателей	Парк 02	Парк 01
Ординаты	Горб горки 719 м. Светофор Чм22-1110 м.	Горб горки 912 м. Светофор Нм13н-1345 м.
lнад	1110 + 75 - 719 = 466м.	1345+100-912=533м.

Время надвига для парка 01: tнад = 0.06;

для парка 02: tнад = 0.06

Время роспуска состава с горки:

tрос = 0.06 + вЗСГ Дtр, мин (7.6)

где lв - длина вагона, м;

Vр - средняя скорость роспуска, км\ч, зависит от величины соотношения (-1/2q) ;

q - число отцепов в составе;

Дtр - увеличение времени роспуска состава из-за наличия вагонов, запрещенных к спуску с горки без локомотива (ЗГС);

вЗСГ - доля составов с вагонами ЗГС.

Сортировка составов с вагонами ЗГС выполняется следующим способом: горочный локомотив осаживает распускаемый состав и ставит вагоны ЗГС на специальный или сортировочный путь.

Таблица 7.3

Параметры для расчета времени роспуска состава с горки

Наименование показателей	Парк 02	Парк 01
Lв- длина вагона, м	15	15
m - число вагонов в составе, вагонов	54	50
q -число отцепов	5	4 о
Vр - скорость роспуска, км/ч	9,2 км/час	8,78 км/час
Тос - время остановки роспуска, мин	2	2

Увеличение времени роспуска состава из-за наличия вагонов, запрещенных к спуску с горки без локомотива (ЗГС) рассчитывается по формуле

, (7.7)

Таблица 7.4

Расчет параметров для расчета времени увеличения технологического интервала, связанного с наличием в составе вагонов, запрещенных к роспуску с горки

Наименование показателей	Парк 02	Парк 01
Кп - коэффициент отвлечения второго локомотива	1,25	1,25
зсг - для составов с вагонами ЗСГ	72 : 609 = 0,12	15 : 661 = 0,03
?tр - увеличение времени роспуска	ХЗСГ = 312: 72 = 4,33 ?tр = 5,02	ХЗСГ = 33 : 15 = 2,2 ?tр = 3,35
?I - увеличение интервала между роспуском состава	0,62	0,33
gЗСГ - число путей	2	2

Расчет времени роспуска состава с горки:

парк 01 tЗСГ=1,25*(0,03*2,2+0,33)=0,49мин

;

парк 02 tЗСГ=1,25*(0,12*4,33+0,62)=1,42мин

.

Время на осаживание вагонов со стороны горки для ликвидации “окон” на путях сортировочного парка в мин:

tос = 0.06 mс , мин; (7.7)

где mс - количество вагонов в составе, для четной горки 46 вагонов, для нечетной - 41 вагон.

tос01 =0,06*41=3,0 мин.; tос02 =0,06*46=3,24мин

Таким образом, время расформирования состава с горки определится

для парка 01: Трф=7,71 + 2,4 + 4,5 + 7,72 + 3,0 + 0,49=25,82 мин;

Для парка 02: Трф=7,48 + 2,4 + 4,2 + 7,62 + 3,24 + 1,42=26,36 мин.

Для установления потребного количества горочных локомотивов вначале следует рассчитать интервал поступления составов на горку:

Iр-ф = ,мин (7.8)

где г - коэффициент, учитывающие возможные перерывы в использовании горки из-за враждебных передвижений, г = 0.95;

?Тгпост - время занятия горки в течение суток выполнением постоянных операций (содержание и ремонт горочных устройств, расформирование групп местных вагонов, с путей ремонта и др.), для средних условий можно принять 60 мин.;

мповт- коэффициент, учитывающий повторную сортировку части вагонов из-за недостатка числа и длины сортировочных путей; для данной дипломной работы принимается 1.02.

Минимальное число локомотивов на горке находится из условия:

tг ? Iр-ф , (7.9)

где tг - горочный технологический интервал. При одном локомотиве на горке он совпадает со значением Тр-ф, а при большем их числе может быть определен по формуле:

tг = во + в1 tрос + в2 tнад + вз tз + в4 tос - в5 Коп + ?tЗСГ, мин (7.10)

где в0,, в1, в2,, в3., в4,, в5 - коэффициенты регрессии, определяются в зависимости от числа горочных локомотивов;

Коп - коэффициент параллельности выполнения маневровых операций:

Коп = (7.11)

tпер - суммарная продолжительность технологических операций, которые могут выполняться параллельно с роспуском состава, мин.

Далее определяется экономическая целесообразность ввода дополнительного локомотива. Для этого определяется загрузка горки до и после ввода дополнительного локомотива:

; (7.12)

где tг(1), tг(2) - значение горочного технологического интервала соответственно до и после ввода дополнительного локомотива

При уменьшении загрузки горки отдопростой составов сократится на величину Д tпп.

Затем определяется минимальная величина сокращения простоя вагонов, при котором оправдан ввод дополнительного локомотива Дtож.

мин (7.13)

где ел-ч, ев-ч - стоимость соответственно одного локомотиво-часа

без учета приведенных затрат на локомотивы и одного вагона-часа без учета приведенных затрат на станционные пути, тг;

Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Е=0.125-0.150);

К - стоимость маневрового локомотива, тг.

Если Дt пп < Дt ож, тогда дополнительный локомотив экономически нецелесообразен.

Интервал поступления составов на горку:

мин

Горочный технологический интервал:

- при 2-х локомотивах в0=6.01; в1=0.51; в2,=0.64; в3.=0.40; в4=0.60;, в5=6.12

tпер = 6.54+3.56 = 10.1 мин

ДtЗСГ = 1 (0.2 4.4 + 0.66) = 1.54 мин

tг(1)=6.01+0.519.32+0.643.56+0.46.54+0.63.18-6.120.44+1.54=13.38 мин

- при 3-х локомотивах в0=8.47; в1=0.40; в2,=0.36; в3.=0.25; в4=0.66;, в5=7.64

tг(2)=8.47+0.49.32+0.363.56+0.256.54+0.663.18-7.640.44+1.54=12.32 мин

tг ? Ір-ф ; 13.38 ? 19.14 условие выполняется

Загрузка горки:

= 0.69; 0.64 отсюда Дtпп = 3.9 мин

Средний простой ожидания:

мин

Дt пп < Дt ож; 3.9 < 5.3 условие выполняется.

Следовательно, дополнительный локомотив нецелесообразен, окончательно принимаем 2 горочных локомотива [20].

Для принятого числа горочных локомотивов строится технологический график работы горки, который представлен на рисунках 6.1, 6.2.

Суточная перерабатывающая способность горки в вагонах может быть рассчитана по формуле:

, (7.14)

где Г - коэффициент, учитывающий отказы технических устройств, потери из-за нерасцепок вагонов и др. (можно принять Г=0.060.08).

Значения остальных элементов приведены выше.

Перерабатывающая способность горки составит:

вагонов

На станции перерабатывается 3522 вагонов, поэтому перерабатывающая способность горки справится с заданным объемом переработки вагонов. Необходимо определить резерв горки как разность между перерабатывающей способностью и средним количеством перерабатываемых вагонов:

вагонов (7.15)

вагонов

Резерв сортировочной горки составляет 27% от общей перерабатывающей способности, что говорит о достаточности резерва, т.к. он должен находится в пределах от 10% до 40%.

8 Технико-экономическая эффективность усиления-мощности горочных устройств

В результате оборудования сортировочной горки устройствами КГМ (горочный микропроцессорный комплекс) сокращается простой вагонов на станции, увеличивается перерабатывающая способность, уменьшается повреждение вагонов при роспуске, изменяется квалификационный состав работников. При определении экономической эффективности подсчитывается лишь та часть эксплуатационных расходов и капитальных вложений, которая меняется в сравниваемых вариантах [9].

Суммарные эксплуатационные расходы при базовой технологии (до внедрения КГМ)

(8.1)

при новой технологии

(8.2)

где Эпрб, Эпрн - расходы, связанные с простоем вагонов на станции при базовой и новой технологии;

Эманб, Эманн - то же, связанные с маневровой работой;

Эсодб, Эсодн - то же, на содержание штата регулировщиков скорости движения вагонов;

Энб, Энн - то же, на износ тормозных башмаков;

Эдопн - дополнительные расходы, связанные с работой и содержанием устройств КГМ;

Эамн - амортизационные отчисления по устройствам КГМ.

Расходы, связанные с простоем вагонов тыс. тенге/год

Эпр=365 nпер tст Свч*10-6 (8.3)

где nпер - размеры переработки вагонов за сутки;

tст - простой вагона на станции (без учета простоя под накоплением);

Свч - приведенные затраты на один вагоно-час, тенге.

При внедрении КГМ простой вагона уменьшается, прежде всего, за счет простоя в системе расформирования.

Изменение простоя по вариантам может быть определено путем построения суточных планов-графиков работы станции или по формулам теории массового обслуживания [14].

Также сокращается объем маневровой работы: продолжительность роспуска состава (благодаря повышению скорости роспуска) и продолжительность маневров по осаживанию вагонов в сортировочном парке. Расходы, связанные с маневровой работой, тыс. тенге/год

Эман = 365 Np tmin Cмвч * 10-6 (8.4)

где Np - число составов разборочных поездов за сутки;

tmin - суммарная продолжительность маневровых операций в расчете на один состав;

Cмвч - стоимость маневрового локомотиво-часа, тенге

Расходы на содержание штата регулировщиков скорости, тыс. тенге/год

Эсод = 12(ЗсрIIIRIII+ЗсрIVRIV)(1+доп)(1+сс)*10-3 (8.5)

где ЗсрIII,ЗсрIV - среднемесячная заработная плата регулировщиков скорости 3 и 4-го разряда;

Зср=Зтс[(1+св пр)(1+пр)+(нвр+пр)], (8.6)

где Зтс - месячная тарифная ставка, тенге;

св пр - коэффициент перевыполнения норм выработки (сдпр=0,1);

пр - коэффициент учета премий, выплачиваемых из фонда заработной платы (пр=0,25);

нвр - коэффициент доплаты за работу в ночное время (нрв=0,1167);

пр - коэффициент доплаты за работу в праздничные дни (пр=0,0219)

RIII, RIV- численность регулировщиков скорости 3 и 4-го разрядов;

доп - коэффициент, учитывающий контингент на замещение работников, находящихся в отпуске (доп=0,1);

сс - коэффициент, учитывающий отчисление на социальное страхование (сс=0,1).

Если известна часовая тарифная ставка, час (в тенге), то месячная тарифная ставка составит

Зтс = 173,1 час (8.7)

При внедрении КГМ сокращается численность регулировщиков скорости и уменьшаются расходы на износ башмаков Эн.

Однако, появляются дополнительные расходы Эдопн, связанные с работой и содержанием устройств КГМ, и амортизационные отчисления по устройствам КГМ (тыс.тенге)

Эамн = кн ам 10-2 (8.8)

где кн - капитальные вложения на оборудование станции устройствами КГМ, тыс. тенге;

ам - норма отчислений на амортизацию устройств КГМ (лм=7%).

Определим суммарные эксплуатационные расходы при базовой технологии [14].

Расходы, связанные с простоем вагонов

nпер = 1955 вагонов, tст = 6,0 час, Свч=16,2 тенге

Эпр=365*1955*6,0*16,2=69359,5 тыс.тенге.

Расходы, связанные с маневровой работой

Nрф = 30 поездов, tmin=30 мин, Слчман=82,7 тенге

Эман=365*30*30*82,7=27166,9 тыс.тенге.

Расходы на содержание штата регулировщиков скорости вагонов RIII = 12 чел., RIV = 2 чел, часIII=61.8 тенге, часIV =72 тенге

ЗтсIII=173,1*61,8=10697 тенге

ЗсрIII=10697[(1+0,1)(1+0,25)+(0,1167+0,0219)]=16191 тенге

ЗтсIV=173,1*72,1=12480 тенге

ЗсрIV=12480[(1+0,1)(1+0,25)+(0,1167+0,0219)]=18890 тенге

Эсод=12(16191*12+18890*2)(1+0,1)(1+0,1)*10-3=280,8 тыс. тенге.

Эксплуатационные расходы на износ тормозных башмаков принимаем 120 тыс. тенге.

Тогда общие расходы составят

Э=69359,5+27166,9+280,8+120=96927,2 тыс.тенге.

Определим суммарные эксплуатационные расходы при базовой технологии.

Расходы, связанные с простоем вагонов

nпер = 1955 вагонов, tст = 5,5 час, Свч=16,2 тенге

Эпр=365*1955*5,5*16,2=63579,5 тыс.тенге.

Расходы, связанные с маневровой работой Nрф = 30 поездов, tmin=26 мин, Слчман=82,7 тенге

Эман=365*30*26*82,7=23544,7 тыс.тенге.

Расходы на содержание штата регулировщиков скорости вагонов RIII = 6 чел., RIV = 1 чел, часIII=61.8 тенге, часIV =72 тенге

ЗтсIII=173,1*61,8=10697 тенге

ЗсрIII=10697[(1+0,1)(1+0,25)+(0,1167+0,0219)]=16191 тенге

ЗтсIV=173,1*72,1=12480 тенге

ЗсрIV=12480[(1+0,1)(1+0,25)+(0,1167+0,0219)]=18890 тенге

Эсод=12(16191*6+18890*1)(1+0,1)(1+0,1)*10-3=140,3 тыс. тенге.

Эксплуатационные расходы на износ тормозных башмаков принимаем 80 тыс. тенге. Дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с устройством и содержанием устройств принимаем 1500 тыс. тенге в год.

Амортизационные отчисления по устройствам КГМ составят

Эам=1500*103*0,07=105 тыс.тенге.

Тогда общие расходы составят

Э=63579,5+23544,7+140,3+80+1500+105=88949,5 тыс. тенге.

Таким образом, внедрение новой технологии расформирования составов на базе использования системы КГМ позволит экономить на станции

96927,2-88949,5=7977,7 тыс. тенге.

При стоимости комплекса 20 млн. тенге срок окупаемости составит:

20000 / 7977,7 = 2,5 года

9 Безопасность труда и экологическая безопасность

9.1 Безопасность труда

9.1.1 Характеристика опасных и вредных факторов

Опасный производственный фактор - это фактор, воздействие которого на работающего приводит к травме, а производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию - называют вредным фактором.

Под условиями труда понимается совокупность факторов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека.

При определенном стечении обстоятельств условия труда могут неблагоприятно влиять на организм человека вследствие воздействия на него опасных производственных факторов, основными из которых являются (согласно ГОСТ 12.0.003-74):

повышенная или пониженная температура;

влажность и подвижность воздуха рабочей зоны;

повышенный уровень шума на рабочем месте;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

вибрация;

повышенная яркость света;

пониженная контрастность;

острые кромки, заусеницы и шероховатости на поверхности оборудования и инструмента;

- повышенное напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

движущие машины и механизмы;

химические факторы, источниками которых являются главным образом перевозимые химические грузы;

психофизиологические факторы: физические перегрузки составителей, регулировщиков скорости движения вагонов, дежурных стрелочных постов

при обслуживании нецентрализованных стрелок и др.;

нервно-психологические перегрузки дежурного персонала (умственное напряжение, эмоциональные перегрузки, монотонность).

Большое значение для обеспечения благоприятных, комфортных условий труда имеет состояние воздушной среды - температура, влажность, чистота воздуха.

Воздушная среда является одним из необходимых условий нормальной жизнедеятельности человека. Качество воздуха (его химический состав, физическое состояние, наличие пыли или потока частиц различного рода) влияет не только на метереологические условия в помещении, но и на самочувствие, здоровье человека, а также на производительность его труда.

Одним из вредных факторов является наличие пыли в воздушной среде производственного помещения. Пыль оказывает свое вредное действие главным образом на органы дыхания, вызывая заболевания как верхних отделов, так и легких. Некоторая часть пыли оседает при дыхании на слизистых оболочках носа, трахеи, бронхах, вызывая катары бронхов, бронхолиты и т.д. Глубоко проникающая в дыхательные пути пыль может привести к развитию в них патологических процессов, связанных с развитием в легких соединительной ткани - фиброза. Влияние пыли на органы дыхания зависит от природы пыли, ее концентрации, дисперсности и растворимости в организме.

Кроме вредного действия на организм человека, высокая запыленность воздуха снижает производительность труда и нарушает нормальную работу различных механизмов, требует непроизводительных затрат ручных затрат на пылеуборку.

9.1.2 Нормирование опасных и вредных факторов

Пыль является основной производственной вредностью в цехах локомотивных и вагонных депо при ремонте и осмотре подвижного состава, при строительстве и ремонте железнодорожных линий, при производстве погрузочно-разгрузочных работ.

Пыль состоит из мельчайших частиц и делится на органическую и неорганическую. Органическая пыль бывает растительного и животного происхождения. Неорганическую пыль подразделяют на минеральную (цементная, кварцевая и др.) и металлическую (железная, алюминиевая и др.). Чаще всего пыль носит смешанный характер. Чем меньше по размеру частицы пыли, тем легче она проникает внутрь организма при вдыхании воздуха, заглатывании через желудочно-кишечный тракт через кожу [20].

Степень вредности пыли зависит от концентрации ее в воздухе, состава веществ, из которых она образуется и продолжительности воздействия на работающих. Чем легче растворяются вещества в воде и жирах, тем опаснее они для человека.

Попавшая в организм токсичная пыль могут вызвать у работающих острые или хронические отравления.

Для исключения опасности отравлений и пылевых заболеваний работающих в производствах, где нельзя избежать выделения пыли, установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ в воздухе рабочей зоны. ПДК - это концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе 8ч (не более 41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.

ПДК установлены в ГОСТ 12.1.005-76 «Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования». Всего в стандарте представлено 646 веществ токсического действия и 57 пылей, вызывающих преимущественно пылевые заболевания легких.

9.1.3 Рекомендации по уменьшению воздействия опасных и вредных факторов на человека и окружающую среду

Для снижения запыленности воздуха традиционно используют системы вентиляции, аспирационные укрытия, герметизацию оборудования и гидрообеспыливание. Однако, в ряде случаев эти методы не дают необходимый результат.

На транспорте, особенно при проведении погрузочно-разгрузочных работ, для уменьшения пылевыделения зачастую используют увлажнение пылевыделяющих материалов водой. Но в большинстве случаев это не обеспечивает снижение запыленности воздуха до ПДК., и в некоторых случаях влияет на качество материалов. В связи с этим в данных условиях целесообразно использовать пенный способ пылеподавления, который позволяет осуществить локализацию источников пылевыделения и является наиболее эффективным и технологичным по сравнению с другими методами борьбы с пылью.

К достоинствам пенного способа борьбы с пылью следует отнести:

высокую смачиваем ость пыли;

большую площадь контакта пены с пылящим материалом;

уменьшение вторичного образования пыли;

изоляцию источника пылевыделения от воздушной среды;

незначительный расход жидкости и низкую степень увлажнения сырья;

возможность применения при отрицательной температуре.

Пена представляет собой грубодисперсную систему , состоящую из ячеек-пузырьков газа, разделенных пленками жидкости. Дисперсной фазой является газ, а дисперсионной средой - жидкость, причем для образования пены необходим третий компонент. Образующий поверхностный слой, отличающийся по составу от общей массы жидкости. Таким компонентом служит поверхностно-активное вещество (ПАВ), снижающее поверхностное натяжение жидкости. Жидкие пленки, разделяющие пузырьки газа, образуют пленочный каркас, являющийся основой пены.

Основными свойствами, характеризующими пену, являются:

1. Кратность пены К, которая представляет собой отношение объема пены Vп к объему раствора Vж, израсходованного на ее образование

где Vг - объем газа в пене, м3.

2. Стабильность (стойкость) пены - время существования («жизни») элемента пены (отдельного пузырька, пленки) или определенного ее объема.

3. Дисперсность пены, которая может быть средним диаметром пузырьков.

4. Толщина пленки пенного пузырька.

5. Механическая прочность и вязкость пленок.

6. Поверхностное натяжение жидкости.

Эффективность пылеподавления определяется смачивающей и экранирующей способностью пены. Смачивающая способность пены в основном зависит от коэффициента поверхностного натяжения жидкости, физико-химических свойств ПАВ и кратности пены. С уменьшением коэффициента поверхностного натяжения ускоряется образование адсорбционных слоев на границе раздела фаз жидкость - твердое тело (пыль), и следовательно увеличивается смаивающая способность пены, что снижает возможность повторного пылевыделения и повышает эффективность улавливания пыли. Кроме того, чем выше содержание жидкости в пене, тем выше ее смачивающая способность.

Экранирующая способность пены, то есть способность пены создавать своеобразный экран, который изолирует источник пылевыделения от окружающей воздушной среды и улавливает пыль, зависит от совокупности всех свойств, характеризующих пенную систему. С увеличением кратности и стойкости пены, толщины, прочности и вязкости пленок, снижением коэффициента поверхностного натяжения и уменьшения среднего диаметра пузырьков возрастает экранирующая способность пены.

Эффективность пенного способа пылеподавления во многом зависит от аппаратов, используемых для получения пены. Все существующие пеногенераторы по способу образования пены можно разделить на две большие группы: барботажные и сеточные. Принцип действия барботажных пеногенераторов основан на барботаже воздуха через слой раствора пенообразователя. В процессе барботирования создаются наилучшие условия для перемешивания газа с жидкостью, и коэффициент полезного действия (КПД) по используемому раствору у барботажных пеногенераторов достигает 99%. Однако у таких пеногенераторов низкая скорость выхода пены. Поэтому в настоящее время для борьбы с пылью в основном используются пеногенераторы, реализующие способ пенообразования на стеках.

Простейший пеногенератор (рис 13.1) состоит из корпуса 1, сетки 2 и форсунки 3. раствор пенообразователя из форсунки 3 подается на сетку 2 и увлекает за собой воздух. При соприкосновении раствора с ячейками сетки образуются пленки, раздуваемые воздушным потоком в пузырьки, которые, слипаясь, образуют пену. По способу подачи воздуха пеногенераторы бывают эжекционные и вентиляторные.

Недостатком сеточных пеногенераторов являются значительные потери раствора в процессе пенообразования. При распылении жидкости сетка орошается каплями разного размера. Мелкие капли, диаметр которых меньше размера ячеек сетки, проскакивает сквозь них и не участвуют в пенообразовании. Кроме того, если скорость формирования адсорбционных слоев не соответствует скорости воздуха в пеногенераторе, то часть жидкости воздушный поток уносит без образования пены. Из-за неравномерности орошения сетки пена получается неоднородной, часть раствора стекает по сетке и также расходуется непроизводительно.

Повысить эффективность процесса пенообразования можно за счет изменения конфигурации сеток и их количества. СНИЛ ВНИИПО предложено использовать конусные сетки и двойные сетки с различными размерами ячеек.

Сеточный пеногенератор

Рисунок 9.1:

1 - корпус; 2 - пенообразующая сетка; 3 - форсунка

9.1.4 Расчет КПД пенообразующей сетки

В дипломной работе необходимо определить КПД пенобразующей сетки пеногенератора. Размеры ячеек сетки а=0,9 м, коэффициент свободного сечения f=0,7. Наибольшая производительность наблюдается при использовании 2% раствора пенообразователя ПО-12 при генерации пены со средним радиусом пузырьков R=0,8 мм. КПД пенобразующей сетки равен

. (9.1)

или =86,7%.

Данное выражение позволяет определить и оптимальное соотношение между радиусом пузырька R и размером ячеек а для любой пенобразующей сетки. Допустим, что в оптимальном режиме пенообразования в каждой ячейке образуется пузырек, т.е. =1, тогда

, м. (9.2)

Для заданной пенообразующей сетки с f=0,7 оптимальный радиус пузырька Rопт=0,82а или в абсолютных величинах при а=0,9 мм Rопт=0,738 мм.

Таким образом, зная параметры пенообразующей сетки , можно определить оптимальный размер пузырьков, соответствующий эффективной работе сетки. Аналогично, исходя из требуемого размера пузырьков, можно установить в пеногенераторе пакет сеток с оптимальным размером ячеек.

9.2 Экологическая безопасность

9.2.1 Характеристика вредных производственных факторов, их влияние на окружающую среду

Окружающая среда - это область распространения жизни на земле, включающая в себя верхнюю часть земной коры, воды рек, озер, водохранилищ, морей и океанов, и нижнюю часть атмосферы. Окружающая среда представляет собой равновесную систему, в которой процессы обмена веществ и энергии происходят главным образом за счет жизнедеятельности организмов. Однако поступающие в окружающую среду загрязнения естественных источников (вулканы, лесные пожары и др.) и загрязнения от промышленных объектов, автотранспортных средств и т.п., нарушают равновесие протекающих процессов. Окружающая среда под действием загрязнений постепенно разрушается, - отравляются воздух и водоемы, уничтожается фора и фауна. Проблема осложняется ростом народонаселения планеты и его концентрацией в городах [24].

Самыми распространенными вредными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: окись углерода СО, двуокись серы SO2, окислы азота NOx, углеводороды CnHm и пыль. В выбросах авто предприятий, кроме того, содержатся окислы металлов, пары ртути, аммиак и др. [11].

В сточные воды сбрасываются механические примеси, нефтепродукты, эмульсии, фенолы и другие вещества. Сточные воды цехов загрязнены глиной, песком, частицами стержневой смеси, содержат металлическую и абразивную пыль, эмульсии, масла, химические вещества (кислоты, щелочи), также сточные воды содержат механические примеси, маслопродукты, кислоты и т.п. Кроме того, в состав сточных вод предприятий входят бытовые сточные воды (от раковин, душевых, санитарных узлов и т.п.) и атмосферные сточные воды, образующиеся в результате смывания дождевыми, снеговыми и поливочными водами загрязнений, имеющихся на территории предприятий, крышах и т.п.

Воздействие железнодорожного транспорта на окружающую среду сопровождается потреблением огромного количества природных ресурсов, а также загрязнением окружающей среды. С экологических позиций загрязнение природной среды обитания представляет комплекс помех в экологических системах. Если уровень помех представляет возможность организма к адаптации, то это приводит к его гибели или угнетению. Возникновение помех в экологических системах может быть связано с внесением различных отходов (ингредиентное загрязнение), непроизвольными потерями энергии (параметрическое загрязнение), необратимыми изменениями естественных экологических систем (экологическое загрязнение).