Материал: Занятие _8 -Расчет высоты сортировочной горки

v_от – относительная скорость скатывания отцепа с учетом направления ветра, м/с:

, (9)

где v – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки, м/с (принимается по таблице 1, как и при расчете трудного пути, см. занятие 7);

v_в – скорость ветра (принимается постоянной на всем маршруте скатывания), м/с (принимается по заданию на курсовую работу – скорость встречного ветра);

β – угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп, град (принимается по заданию на курсовую работу – угол обдувания для встречного ветра/неблагоприятных условий);

t_н – температура наружного воздуха ( ^оС), определяется по формуле :

t_н = t_ср+ 0,3 τ (T– t_ср) , (10)

где t_ср – среднемесячная температура воздуха неблагоприятного месяца, ^оС;

T – минимальная температура воздуха в неблагоприятном месяце, ^оС;

τ – нормированное отклонение, принимаемое для ГПМ, ГБМ, ГСМ – 2,5; ГММ – 2,0.

Обратите внимание – расчет выполняется с учетом знака (+/-) значения температуры воздуха.

Коэффициент c_x принимается по таблице 3 в зависимости от рода вагона и угла α между результирующим вектором относительной скорости v_от и направлением движения отцепа:

, (11)

Таблица 3 – Значения коэффициентов воздушного сопротивления для ОП расчетного бегуна

Коэффициент c_x определяется интерполяцией.

Например, при α = 15^о c_x будет находиться в интервале 1,46 – 1,64.

Пример расчета c_x (α =15^о): 1,46 + (15-10)*[(1,64-1,46)/(20-10)]=1,55.

Обратите внимание, что для углов более 20 град значения коэффициента c_x начинают уменьшаться.

Расчет величины удобно вести по форме таблицы 4.

Таблица 4 – Расчет величины для трудного пути № 13

Расчет удельной работы силы сопротивления от снега и инея производится по формуле:

, (12)

где l_сн – длина участка зоны действия сопротивления от снега и инея (от нижнего конца II ТП до РТ), м (принимается как сумма длин 3 и 4 расчетных участков трудного пути минус длина II ТП);

w_сн – удельное сопротивление движению РБ от снега и инея, кгс/тс (определяется по данным таблицы 5 (рисунка 3) через температуру наружного воздуха в неблагоприятных условиях t_н , определенной ранее по формуле 10).

Таблица 5 – Значения удельного сопротивления движению вагона от снега и инея для РБ (легкая весовая категория)

Если значения принимаются по таблице – используется интерполяция. Например, при расчетной температуре -25 ^оС значение w_сн = 0,4 кгс/тс.

Более точные значения можно получить, используя уравнение:

w_сн = A₀ + A₁t_н + A₂t_н² + A₃t_н³, (13)

где A₀, A₁, A₂ , A₃ – коэффициенты полинома, определенные методом аппроксимации. Значения коэффициентов составляют:

A₀ = 2.002972364425659 E – 0,02;

A₁ = – 2.642440982162952 E – 0,02;

A₂ = – 1.106985029764473 E – 0,03;

A₃ = – 2.499825495760888 E – 0,05.

По результатам аппроксимации значений, приведенных в таблице 5, построен график изменения величины w_сн (рисунок 3), который можно использовать для контроля полученных результатов.

Рисунок 3 – Кривая для определения значения w_сн для легкой весовой категории вагонов

Расчет энергетической высоты, соответствующей начальной скорости движения расчетного бегуна производится по формуле:

, (14)

где v_o – расчетная скорость роспуска состава, м/с, принимается по нормам (таблица 6);

g^/ – величина ускорения силы тяжести вагона с учетом инерции вращающихся масс вагона, м/с²:

, (15)

где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с² ;

γ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей вагона:

, (16)

где n – число осей в вагоне;

q – вес вагона, тс.

Таблица 6 – Расчетная скорость роспуска состава на горке

Например, для ГСМ значение составит:

,

м эн. в.

Таким образом, расчетная высота сортировочной горки составит (см. формула 3, таблица 7):

= 1,75*(0,83+0,32+0,98)+0,30-0,11=3,92 м. эн. в.

Таблица 7 – Сводная таблица для определения расчетной высоты горки