авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВОЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

УнИКС-2009

Сборник студенческих

докладов

по результатам конференции

ИРКУТСК

2009

1

УДК 378(061)

ББК 74.58

У 59

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета ИрГУПСа

Редакционная коллегия: С.А. Козлова (отв. редактор) А.М. Худоногов Т.А. Булохова В.В. Третьяков О.В. Мельниченко УнИКС-2009: сборник студенческих докладов по результатам конференции. – У 59 Иркутск: ИрГУПС, 2009. – 176 с.

ISBN 978-5-98710-088-2 В сборнике приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по актуальным проблемам науки и техники, представленные в докладах на конференции «УнИКС-2009».

ISBN 978-5-98710-088-2 © Иркутский государственный университет путей сообщения, Уважаемый читатель!

Перед Вами научные труды студентов Университетского комплекса Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС).

Сборник публикуется по итогам ежегодной университетской конференции студентов «УнИКС-2009». В нём представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований студентов университета, а также рабо ты студентов Улан-Удэнского (УУИЖТ) и Читинского (ЗабИЖТ) филиа лов ИрГУПС по актуальным проблемам науки и техники.

Основная цель конференции – повышение интереса к научно исследовательской работе как составной части подготовки специалистов.

Отбору научных работ на университетский уровень предшествовали проводимые в течение учебного года научно-практические конференции на кафедрах и факультетах. В работе «УнИКС-2009» действовали четыре крупных секции по техническим, экономическим, гуманитарным наукам и информационным технологиям. В сборнике представлено более пятидеся ти статей.

Университет приветствует своих учащихся, углублённо занимаю щихся проблемами будущей профессии. Многие докладчики за свои со держательные сообщения на конференции были награждены дипломами и ценными подарками.

Редакция выражает надежду на то, что опубликованные работы рас ширят границы обсуждения представленных тем, вызовут интерес не толь ко научной преподавательской и студенческой общественности Универси тетского комплекса ИрГУПС, но и других вузов.

Материалы сборника «УнИКС-2009» могут быть полезны студентам и преподавателям вузов как технической, так и гуманитарной направлен ности.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАБОТЫ УБЖД В УСЛОВИЯХ КОЛЕБАНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫХ ВАГОНОПОТОКОВ Баясгалан Даваасурэн (гр. Д-04-1) Научный руководитель – доцент Н.В. Власова Иркутский государственный университет путей сообщения Очевидна роль транспорта в экономическом развитии каждого го сударства отдельно и мировой экономики в целом. Принципиальное отли чие транспорта как отрасли материального производства состоит в том, что его продукцией является деятельность по перемещению грузов и пассажи ров. В процессе такой деятельности складываются различные отношения политического, экономического, технического, технологического и право вого характера.

Однако в области железнодорожного транспорта в Монголии круг вопросов значительно шире, нежели осуществление грузовых и пассажир ских перевозок. Это вопросы управления и развития транспорта, формиро вание и развитие международных транспортных коридоров, транзита, та рифного регулирования, обеспечение транспортной безопасности, техни ческое регулирование и т.д.

Объем экспортных и импортных грузов имеет важнейшее значение в развитии экономики любого государства. В зависимости от рода перево зимого груза в перевозочном процессе, в большинстве случаев, принимает участие несколько видов транспорта (смешанные перевозки).

Для Монголии, не имеющей прямого выхода к морю, железнодо рожный транспорт служит основным средством перевозок. Объем тран зитных грузов имеет важнейшее значение для УБЖД.

В современных условиях эксплуатации железных дорог улучшение экономических показателей работы транспорта может быть достигнуто пу тем совершенствования организации местной работы станций и участков.

В сложившихся условиях проведения экономических реформ значитель ные колебания в грузообороте и необходимость более точного учета эко номических факторов, изменение в соотношении различных факторов в транспортных затратах предъявляют более высокие требования к выбору вариантов прокладки в графике движения местных поездов и организации сортировочных работ.

Появление резервов пропускной способности магистральных линий и образование запаса вагонов создадут новые возможности для удовлетво рения потребностей предприятий страны в современном обеспечении пе ревозок грузов. В условиях повышения зарплаты локомотивным бригадам встала задача улучшения степени использования маневровых средств, применяемых в организации сортировочной работы на станции.

Сортировочные условия станций являются основными элементами, определяющими быстроту переработки вагонопотоков. Увеличение пере рабатывающей способности горки – важный резерв сокращения простоя вагонов, а также обеспечение сроков доставки грузов. Интенсивность ра боты сортировочной горки по расформированию составов показывает не посредственное влияние на время нахождения вагонов в парке приема, на копления на путях сортировочного парка, а также уменьшение маневровой работы. Для улучшения технологического и технического урегулирования предлагается на станции Толгойт УБЖД строительство сортировочной горки малой мощности, что приведет к увеличению перерабатываемых ва гонов и формирование из них категории поездов в соответствии с дейст вующим планом формирования, осуществлять операции по пропуску поез дов без переработки и с частичной переработкой, осмотр вагонов в техни ческом и коммерческом отношении;





осуществлять смену локомотивов и локомотивных бригад, сортировку грузов, погрузку, выгрузку вагонов и обслуживать пути общего и необщего пользования.

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И КАЧЕСТВА ЭНЕРГИИ В ТЯГОВОЙ СЕТИ ПРИ ИХ РАБОТЕ Ю.В. Газизов (гр. ЭПС-04-1) Научный руководитель – доцент О.В. Мельниченко Иркутский государственный университет путей сообщения В результате комплексного изучения вопросов электромагнитной совместимости системы «электровоз–контактная сеть», в работах ведущих ученых страны: Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов, А.Н. Савоськин, С.В. Влась евский, Ю.М. Кулинич, В.В. Находкин, Н.Н. Широченко [1, 2, 3, 4], появи лась возможность повышать эффективность работы силовой схемы элек тровозов путем разработки других принципов управления тиристорными преобразователями. Как известно, вопросы повышения надёжности и эф фективности работы технических средств электровозов всегда были акту альны и им уделялось особое внимание в многочисленных научных иссле дованиях [1, 2, 3, 4].

Искажение синусоидальной формы напряжения в контактной сети оказывает влияние как на эксплуатационные характеристики электровозов, так и на систему тягового электроснабжения. Так, высшие гармоники на пряжения, генерируемые электровозом, приводят к появлению добавочных потерь в обмотках вспомогательных машин электровоза, что снижает их эксплуатационный ресурс. В силовом трансформаторе гармоники напря жения вызывают увеличение потерь на гистерезис, потерь, связанных с вихревыми токами в стали и потерь в обмотках, а также повышает затраты электроэнергии на тягу поездов [1].

Работа электровоза в типовом и предлагаемом режиме была смоде лирована при помощи программы OrСad 15.7. Модель электровоза пред ставляет собой приближенную к реальным условиям схему.

Анализируя данным образом работу электровоза на четвертой зоне регулирования в особо неблагоприятных условиях (при работе электровоза в вынужденных режимах системы электроснабжения), получена следую щая диаграмма напряжения контактной сети (рис. 1).

Сетевое напряжение, кВ Рис. 1. Диаграмма напряжения в контактной сети, при часовом режиме работы ТЭД на 3,5 (р = 90) зоне регулирования напряжения ВИП Одним из средств повышения надёжности электрооборудования в эксплуатации и уменьшения амплитуды, коммутационных и послекомму тационных колебаний предлагается разработанный способ управления ВИП, использующий алгоритм одновременной коммутации токов тири сторов с применением диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока [4].

Этот алгоритм управления состоит в том, что подача нерегулируе мых импульсов управления с фазой 0 осуществляется одновременно в каждом полупериоде напряжения на тиристоры плеч, участвующие в соз дании данной зоны. Диодное плечо, включенное параллельно цепи вы прямленного тока, служит для разряда энергии, накопленной в тяговых двигателях и сглаживающем реакторе при смене полярности питающего напряжения без отдачи ее во внешнюю сеть и полезно используемой в тя говых двигателях.

Однако, используя данный алгоритм управления, задачу улучшения качества напряжения в контактной сети удалось решить только при проте кании основной коммутации тока тиристоров плеч ВИП, а при фазовом ре гулировании на каждой зоне (дополнительной коммутации при управле нии импульсами р) свободные колебания остались без изменения/ напря жения питающей сети, особенно при р = 90 эл. град.

Техническим решением стал способ разнофазного управления (РФУ), предложенный сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) [2, 3], заключаю щийся в разнесении во времени начал, а также окончаний коммутации раз личных групп преобразователей (на 8–9 эл. град. по углам 0 и р). В тео рии это должно было позволить снизить вынужденный бросок напряжения при включении и выключении каждой группы преобразователей и ампли туду свободных колебаний напряжения на токоприемнике. Однако вслед ствие различия параметров тяговой сети, меняющегося удаления электро воза от шин тяговых подстанций, а также влияние коммутационных коле баний прошлого периода, частота свободных колебаний напряжения на то коприемнике электровоза постоянно изменяется. В связи с этим происхо дит только частичное гашение свободных колебаний напряжения. Именно это и послужило причиной разработки адаптивной системы автоматиче ского управления РФУ ВИПов электровоза.

Созданная адаптивная система разнофазного управления ВИП элек тровоза позволит независимо от места расположения электровоза на фи дерной зоне (изменения параметров контактной сети) максимально выпол нять функцию значительного снижения гармоник, соответствующих час тотам этих колебаний.

Функциональная схема адаптивной системы автоматического управления, представлена на рисунке 2.

При использовании представленных выше способов, можно ожи дать существенного снижения колебаний и искажений напряжения в кон тактной сети (рис. 3).

Сетевое напряжение, кВ Рис. 3. Диаграмма напряжения в контактной сети при использовании предлагаемых алгоритмов работы ВИП Библиографический список 1. Тихменев Б.Н., Кучумов В.А. Электровозы переменного тока с тиристор ными преобразователями – М. : Транспорт, 1988. – 311 с.

2. Кучумов В.А., Находкин В.В., Широченко Н.Н. Технико-экономические показатели тиристорных электровозов переменного тока с разнофазным управлением // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского ин ститута электровозостроения. – 1987. – № 3. – С. 15–18.

3. Кулинич Ю.М., Находкин В.В., Широченко Н.Н., Кучумов В.А., Штибен Г.А.

Испытания электровоза ВЛ85 с разнофазным управлением выпрямительно-инверторными преобразователями // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно конструкторского института электровозостроения. – 1986.– № 4. – С. 23–26.

4. Власьевский С.В., Скорик В.Г., Мельниченко О.В. Улучшение формы напряжения контактной сети при работе электровозов с тиристорными выпрямителями // Вестник Всероссийского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института электровозостроения. – 2007. – № 5. – С. 42–47.

РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА, ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ СГЛАЖИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ ЭЛЕКТРОВОЗА С МИНИМАЛЬНЫМИ ПОТЕРЯМИ ТЯГОВЫХ СВОЙСТВ Д.А. Деревцов (гр. ЭПС-05-2) Научные руководители – доцент О.В. Мельниченко, ассистент Е.В. Чупраков Иркутский государственный университет путей сообщения В эксплуатируемом парке отечественных электровозов однофазного переменного тока железных дорог ОАО «РЖД» для сглаживания пульса ций выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей применяются сглажи вающие реакторы (СР).

По проведенному анализу и данным статистики только в локомоти воремонтном депо ст. Нижнеудинск ежегодно выходят из строя не менее 20 сглаживающих реакторов в год. Основной причиной выхода из строя является перегрев обмоток с последующим возгоранием СР и всего элек тровоза, что часто приводит к исключению подвижного состава из инвен тарного парка из-за невозможности восстановления.

Основным недостатком используемой системы охлаждения являет ся неравномерность распределения охлаждающего потока на различные участки СР (рис. 1). Наиболее напряженными точками, характеризующи мися максимальной температурой, являются третьи, четвертые и пятые витки от краев катушки, что подтверждается большим количеством их от гаров в эксплуатации.

Данная проблема прогрессирует из-за того, что в настоящее время на электровозах отсутствует контроль температурного состояния СР. В случае возникновения аварийного режима происходит неконтролируемый перегрев конструктивных элементов СР, приводящий в большинстве слу чаев к возгоранию и последующему отказу.

Распределение температуры по длине обмотки Рис. 1. Распределение температуры по длине обмотки при существующей системе охлаждения сглаживающего реактора в условиях эксплуатации 1 – магнитопровод;

2 – катушка реактора;

3 – боковина правая;

4 – боковина левая;

5 – шпилька;

6 – стеклопласт. кожух правый;

7 – стеклопласт. кожух левый;

8 – уголок;

9 – пластина;

10 – выводной шунт;

11 – изолирующая прокладка Для исключения возгорания сглаживающих реакторов предлагается непрерывный температурный контроль, с использованием датчиков дис танционного измерения температуры. Посредством разработанной про граммы, интегрированной в МСУД, происходит обработка сигналов с дат чиков и снижение тягового тока именно той группы ТЭД, где имеет место предельная температура сглаживающего реактора (принцип селекции).

На рис. 2 показана упрощенная силовая цепь выпрямленного тока с электронной системой слежения за предельной температурой сглаживаю щих реакторов электровоза в эксплуатации.

Рис. 2. Упрощенная силовая цепь выпрямленного тока с электронной системой слежения за предельной температурой сглаживающих реакторов электровоза в эксплуатации На каждый сглаживающий реактор устанавливается датчик темпе ратуры, чувствительный элемент которого направлен на крайние витки ре актора. Блок микропроцессорного контроллера БМК-036 опрашивает дат чики каждой группы по очереди. С датчиков сигнал о температуре сглажи вающих реакторов подается в блок ИЛИmax, в котором сигнал сравнива ется с допустимым. При превышении температуры какого-либо реактора над допустимой (например, СР 2-й группы двигателей) сигнал подается в блок аналого-цифровых преобразователей БАЦП-038, который содержит схему обработки аналоговых сигналов датчиков температуры. Далее сиг нал попадает в блок микропроцессорного контроллера БМК-036, в котором логическая обработка и вычислительные операции реализуются программ ными методами. Формирование сигналов 1…8 в БМК-036 для ВИП 1-ой и N-ой группы двигателей происходит в соответствии с хранящимся в по стоянной памяти микроконтроллера алгоритмом в стационарном режиме.

А для 2-ой группы сигналы 1…8 (в зависимости от зоны регулирования) формируются таким образом, чтобы снизить угол регулирования р.

Сформированные в БМК-036 сигналы усиливаются в блоках выходных усилителей БВУ-997(998,99N) и попадают на системы формирования им пульсов СФИ и на плечи ВИП. После того как температура аварийного сглаживающего реактора восстановится до допустимого значения, ведение поезда будет происходить в обычном режиме.

Селективность управления ВИП в аварийных режимах сглаживаю щих реакторов будет осуществляться с помощью логических ключей, ко торые представлены на рис. 3.

Рис. 3. Цепи управления ВИП электровоза с модифицированным МСУД при аварийных режимах работы сглаживающих реакторов При следовании локомотива в обычном режиме логические ключи К1, К3 замкнуты, а К2, К5 и К4 разомкнуты, формирование сигналов 1…8 для всех ВИП происходит одинаково. При возникновении перегрева (например, СР 2-й группы двигателей), ключ К3 остается замкнутым, а ключ К1 размыкается и замыкается ключ К2. Таким образом, формирова ние сигналов 1-ой и N-ой групп происходит одинаково в стационарном режиме. А для аварийной 2-ой группы формирование сигналов направлено на снижение угла регулирования тиристоров плеч ВИП.

При снижении тягового тока именно той группы ТЭД, где имеет ме сто предельная температура сглаживающего реактора с последующим вос становлением тяговой нагрузки, осуществляется охлаждение СР с мини мальными потерями тяговых свойств всего электровоза.

Данное решение проблемы позволит:

– исключить возгорание сглаживающего реактора;

– уменьшить вероятность возникновения возгорания всего электро воза;

– снизить риск угрозы здоровью и жизнедеятельности локомотив ной бригады;

– повысить надёжность подвижного состава;

– снизить вероятность аварийной остановки подвижного состава на линии;

ФРАКТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПРИРОДЫ И ТЕХНИКИ А.В. Евсеев (гр. Д-06-3) Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Б.П. Корольков Иркутский государственный университет путей сообщения Представьте себе, что мы находимся в океане на острове и длину побережья требуется вычислить. То, что она бесконечна, этого не может понять здравомыслящий человек. И окажется неправ. Рис. показывает, как можно построить фигуру c неизбежным возрастанием длины берега до.

Рис. 1. Несколько первых шагов в последовательности, приводящей к построению острова Кох, который имеет ограниченную площадь и бесконечный периметр На первом шаге берем обычный равносторонний треугольник (рис.1, первый шаг). Потом на каждой стороне достраиваем по треуголь нику, сторона которого в три, а значит, площадь в девять раз меньше, чем у исходного. И так далее. То, что получится после бесконечного количест ва таких шагов, называется островом Кох. Почему его побережье беско нечно? Это очень просто. На втором шаге периметр фигуры увеличился в 4/3 раза. А на n-ом шагу периметр увеличится в (4/3)n, при n стремящемся к бесконечности, периметр тоже стремится к бесконечности, но при этом площадь острова конечна. Еще остров Кох обладает особенностью: при увеличении мы вновь и вновь видим одну и ту же картину. Эта особен ность называется масштабной инвариантностью. Остров Кох получил на звание фрактал.

Фракталов много. Первый пример фрактала придумал классик ма тематического анализа Вейерштрасс еще в XIX веке. Термин «фрактал»

был введён Бенуа Мандельбротом в 1975 году и получил широкую попу лярность с выходом в 1977 году его книги «Фрактальная геометрия приро ды». Определение фрактала, данное Мандельбротом, звучит так: «Фракта лом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смыс ле подобны целому». Фрактал (лат. fractus – дробленый, состоящий из фрагментов) – термин, означающий геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, то есть составленную из частей, каждая из кото рых подобна всей фигуре. Окружающая нас природа насквозь фрактальна (листья и сучки деревьев, облака и т.п.) Следует отметить, что слово «фрактал» не является строгим терми ном и не имеет общепринятого строгого математического определения.

Оно может употребляться, когда рассматриваемая фигура обладает каки ми-либо из перечисленных ниже свойств:

• инвариантной структурой на всех масштабах, в этом отличие от регулярных фигур (таких, как окружность, эллипс, куб). Струк тура фракталов лишь в идеале самоподобна, а в реальной приро де – приближенно самоподобна;

• дробной метрической размерностью, превосходящую привыч ную нам топологическую (точка – 0, линия – 1, плоскость – 2, куб – 3);

• может быть построена при помощи простой рекурсивной проце дуры, что я и проделал (рис. 2):

R e := -1,5...1,5 ;

Im := -1,5...1,5 ;

X := X + 1 ;

НЕТ X := -3 2 0 ;

Y := -2 4 0 :

Y := -2 4 0 ;

Y A 1 := -1,5 /3 2 0 ;

B 1 := -1,5 /2 4 0 ;

A 2 := 1,5 /3 2 0 ;

B 2 := 1,5 /2 4 0 ;

ДА Y := Y + 1 ;

НЕТ да нет X ДА R e := A 1 * X R e := A 2 * X X=320;

R e 1 := R e * R e - Im * Im ;

Y=240;

Im := 2 * Im * R e ;

R e := R e 1 ;

нет да Y R e := R e - 0,1 2 3 4 5 ;

R e := B 1 * Y R e := B 2 * Y Im := Im - 0,7 1 3 7 5 ;

ДА НЕТ R e * R e + Im * Im 1 0 (X + 3 2 0 ;

Y + 2 4 0 ) (X + 3 2 0 ;

Y + 2 4 0 ) Ч ерны м ц ветом И зм еняю щ ийся ц вет Рис. 2 Алгоритм построения фрактала Евсей С помощью данного алгоритма построен фрактал Евсей (Рис. 3).

Классификация фракталов:

геометрические фракталы, получаемые с помощью некоторой ломаной (например, Остров Кох);

алгебраические фракталы, получаемые с помощью нелинейных итерационных процессов в n-мерных пространствах (например, множество Мандельброта, фрактал Евсей и др.);

Рис. 3. Фрактал Евсей стохастические фракталы, которые получаются в том случае, ес ли в итерационном процессе случайным образом изменяются какие-либо параметры.

Фракталы разнообразных природных объектов необходимы в практи ческой деятельности для решения технических задач. Но идеальные фрак талы имеют строгое математическое описание и поддаются количествен ному анализу. Это отличие позволяет эффективно сжимать информацию, задавая алгоритмически через простой итерационный процесс.

При фрактальном подходе часто наблюдаемый хаос перестает быть беспорядком и обретает тонкую структуру, которую можно описать с по мощью математики. Фракталы находят все большее применение в науке и технике. Основная причина этого заключается в том, что они описывают реальный мир во многих случаях на много лучше, чем традиционная физи ка и математика. Фракталы можно применить на железнодорожном транс порте, где возникают сложные ситуации катастрофического типа (хаос в организации движения на железной дороги), что может быть отражено ма тематически.

ИЗНОСОУСТОЙЧИВАЯ ТОРМОЗНАЯ КОЛОДКА С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ТРЕНИЯ И.С. Ермаков (гр. ЭПС-06-2) Научные руководители – доцент О.В. Мельниченко, ассистент Е.В.Чупраков Иркутский государственный университет путей сообщения Тормозные колодки являются важнейшим элементом механической части тормоза, обеспечивающими необходимое трение при их прижатии к колесу для образования тормозного момента на колесной паре.

От качества и конструкции тормозных колодок зависит эффектив ность торможения, и, следовательно, безопасность движения – это предъяв ляет к ним ряд требований [2].

Тормозные колодки должны иметь высокий коэффициент трения, малозависящий от скорости, высокую износостойкость и стабильно рабо тать в разных климатических условиях.

Основная проблема состоит в том, что в эксплуатации стандартные чугунные колодки быстро изнашиваются, это снижает безопасность дви жения поезда по перегону и увеличивает затраты на их обслуживание в эксплуатации при замене [1].

Наличие фигурного паза 1 (рис. 1) на представленной колодке до полнительно способствует увеличению интенсивности износа рабочей по верхности гребня колеса и образования на нем термических трещин, воз никающих в результате резкого торможения с большим нажатием колодки на гребень колеса в результате некачественной регулировки тормозной рычажной передачи и не выдерживания технологии производства новых колодок.

Рис. 1. Типовая колодка Типовые тормозные колодки имеют следующие недостатки:

• плохой теплоотвод из зоны трения, приводящий к перегреву ко лодки и ее интенсивному износу и разрушению;

• низкий коэффициент трения, зависящий от скорости движения;

• ухудшение фрикционных характеристик при попадании в зону трения продуктов износа;

• негативное влияние продуктов износа на электронное оборудо вание электровоза и окружающую среду.

На локомотивах в основном применяются гребневые колодки, т.к.

из-за тягового оборудования невозможно соединить их попарно триангеля ми или тормозными балками, исключающими смещение колодок с по верхности катания колес, как это выполнено на вагонах. Поскольку по верхность катания колес имеет конусообразный вид и при нажатии на ко лодку, кроме нормальной силы, возникает еще и боковая сила, гребневая колодка удерживается на колесе от сползания с помощью специального фигурного паза 1 (рис. 1), который ложится на гребень колеса и не предна значен для создания дополнительного тормозного эффекта.

Предлагается изменение фигурного паза для реборды 2 (рис. 1) у гребневой колодки тягового подвижного состава. Предполагается преобра зовать фигурный паз в зацепы 1 (рис. 2), которые будут направлять колод ку при торможении в трех точках.

Рис. 2. Модификация реборды в зацеп с принципом зацепления за гребень бандажа Также предлагается модифицировать конструкцию тормозных ко лодок локомотивов путем осуществления на рабочей поверхности проре зей глубиной до величины предельного износа hпр.

Наличие прорезей способствует эффективному удалению продукта износа (рис. 3) из зоны трения, что позволит уменьшить среднюю разру шаемую высоту выступов фактического контакта в процессе торможения, тем самым уменьшить интенсивность износа колодки и увеличить ее ко эффициент трения, повышающий эффективность торможения.

hпр Рис. 3. Прорези на модифицированной колодке Наличие прорезей, особенно при больших скоростях движения, увеличивает эффективность теплоотвода тепла из зоны трения в окру жающую среду за счет увеличения коэффициента конвективного излуче ния, что уменьшает среднюю температуру трения рабочей поверхности колодки, тем самым увеличивается время для достижения максимальной температуры, при которой происходит разрушение выступов фактического контакта. Холодный поток воздуха (рис. 4), поступая под колодку, прохо дит через пазы и выходит в окружающею среду, вынося с собой чугунные микрочастицы износа.

Рис. 4. Направление движения потоков воздуха В техническом результате получим:

• экономию материалов при изготовлении колодки;

• уменьшение износа гребней колес;

• легкость выявления изношенных колодок в эксплуатации;

• эффективное удаление продуктов износа зоны трения;

• повышенную эффективность теплоотвода тепла из зоны трения.

Библиографический список 1. Автоматические тормоза подвижного состава / В.Р. Асадченко – Москва :

Маршрут, 2006. – 392 с.

2. Автоматические тормоза подвижного состава / В.И. Крылов, В.В. Крылов – Москва : Транспорт, 1983. – 360 с.

КОЛЕСНАЯ ПАРА ВАГОНА С НЕЗАВИСИМЫМ ВРАЩЕНИЕМ КОЛЕС В.А. Ерофеев (гр. ЭПС-06-2) Научные руководители – доцент О.В. Мельниченко, ассистент Е.В. Чупраков Иркутский государственный университет путей сообщения Основной задачей ОАО РЖД является получение прибыли за счет увеличения объема перевозок и снижения расходов на ремонт при безус ловном обеспечении безопасности движения. В настоящее время перед компанией ОАО РЖД остро стоит проблема интенсивного износа в узле взаимодействия «колесо–рельс» и последующего уменьшения безопасно сти движения поездов.

На (рис. 1) представлена конструкция типовой колесной пары, со стоящая из двух колес 2, жестко закрепленных на оси 1.

Рис. 1. Конструкция типовой колесной пары Основной причиной износа поверхности катания колес и рельсов является то, что колеса жестко насажены на ось колесной пары. Так как во время движения каждое из колес колесной пары при вписывании в кривую должно проходить различные расстояния из-за разницы длин наружной и внутренней нитей, но, вследствие жесткой насадки колес на ось, реализуе мый вид движения по рельсу – качение со скольжением. На колесо, дви гающееся по наружной нити, действуют тормозящие силы, а по внутрен ней нити – толкающие силы. Так же оказывают влияние ограничения, на кладываемые связями колесной пары с тележкой и силы, возникающие в точке контакта колеса и рельса. Параметры рельсовой колеи и конструк ции вагона исключают радиальную установку колесных пар в кривых.

Только у колесной пары, занимающей радиальное положение, колеса бу дут проходить свой путь с минимальным проскальзыванием, так как при этом путь, пройденный колесом за оборот, полностью соответствует длине дуги рельсовой нити. Если же колесная пара не занимает радиального по ложения, то неизбежное увеличение проскальзывания при вписывании приводит к значительному перекосу колесной пары (в зависимости от ра диуса кривой) и ее установке в плане под углом набегания, в результате контакт колеса и рельса происходит не у основания, а по поверхности гребня. Нужный диаметр круга катания колеса устанавливается не за счет конусности бандажа, а за счет дополнительного перекоса колесной пары в процессе набегания, что дополнительно увеличивает силовое взаимодейст вие в узле «колесо–рельс». Все это приводит к снижению безопасности движения поездов, интенсивному износу как рельсов, так и поверхности катания колес подвижного состава.

В связи с вышесказанным, конструкция данной колесной пары не совершенна и имеет множество недостатков при движении по кривому уча стку пути, таких как:

• относительно невысокий уровень безопасности движения поез дов;

• при вписывании в кривую возникают дополнительные силы со противления движению значительной величины, обуславливаю щие потерю энергии;

• высокая интенсивность износа поверхности катания колесных пар;

• высокая интенсивность износа рельсов;

• недостаточная устойчивость при движении;

• низкая скорость;

• занятость участка пути рельсосмазывателями (электровозами);

• негативное воздействие на экологию (металлическая пыль и по следствия смазывания боковой грани головки рельса компози циями на основе нефти).

Существует много путей решения данной проблемы, такие как:

• применение гребнесмазывателей:

• стационарных;

• путевых;

• применение рельсосмазывателей:

• отдельного электровоза;

• дрезины;

• прицепного вагона;

• плазменное упрочнение гребней;

• применение композиций на основе ремонтно-восстанови тельных смесей.

Но, перечисленные мероприятия, являясь пассивными, не устраня ют причину, а лишь уменьшают следствие.

В связи с этим предлагается конструкция колесной пары с модифи цированной осью, обеспечивающей независимое вращение колес.

Предлагаемая колесная пара состоит из двух осей 1 и 2 длинной А и В, между ними находится полимерная вставка 3 длинной С, уменьшающая трение между осями.

На левую ось насажено лабиринтное кольцо 10, сферический двух рядный подшипник, состоящий из внутреннего кольца 4, роликов 5, сепа ратора и наружного кольца 6, фиксирующийся на оси упорным кольцом 7.

Рис. 2. Конструкция модифицированной колесной пары Полый двухслойный вал, состоящий из внутренней 13 и наружной частей насажен на правую ось и полимерную вставку, его внешняя часть также является корпусом для подшипникового узла. Крышка 8 крепится к корпусу болтами 9 и образует лабиринт с лабиринтным кольцом, защи щающий подшипник от попадания влаги и грязи. Для дополнительной герметизации между крышкой и корпусом стоит резиновое кольцо прокладка 11.

Усилие, предотвращающее колесную пару от «разбирания», под дей ствием усилий со стороны пути и вагона, передается через упорное кольцо, напрессованное на ось, внутреннее кольцо подшипника, далее через роли ки на внешнее кольцо, оно, в свою очередь, упирается в выступ на крышке, которая прикручена к корпусу, напрессованному на правую ось.

В связи с такой конструкцией колёсной пары, независимость вращения будет обеспечиваться за счет подшипника качения и полимерной вставки, при этом масса конструкции увеличится примерно на 15 %.

Преимуществами данной колесной пары является то, что колеса при вписывании в кривую имеют возможность вращаться с разной частотой независимо друг от друга, что полностью исключает проскальзывание ко леса относительно рельса и тем самым ведет к уменьшению износа и уменьшению углов набегания.

О ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВАХ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ЭВМ НА ЧЕЛОВЕКА С.А. Кабанов (гр. ЭНС-21) Научный руководитель – доцент Л.В. Виноградова Забайкальский институт железнодорожного транспорта, г. Чита Сегодня компьютерная техника вошла в нашу жизнь настолько, что без неё не возможно представить нашу жизнь, а именно учебный процесс, работу, общение на расстоянии с друзьями.

Наличие опосредованного влияния магнитных полей на человека является отличительной особенностью при использовании ПЭВМ в сфере жизнедеятельности человека по сравнению с использованием им других технических средств. Поэтому можно выявить ряд противоречий: между огромной востребованностью компьютерной техники и ее влиянием на здоровье человека;

между отсутствием непосредственного ощущения влияния электромагнитных полей ЭВМ человеком и пониманием допус тимого уровня ЭМП и т.д.

Компьютер проник в нашу жизнь и без него ни куда. Но речь не об этом… Наряду с положительными аспектами научно-технической револю ции всплывают на первый взгляд незначительная проблема как негативное влияние электромагнитного поля, излучаемое бытовой и компьютерной техникой, на человека.

В связи с этим проблемой нашего исследование является изучение физических основ в обеспечении электромагнитной безопасности при ра боте с компьютерной и иной техникой. Цель исследования: выявить ос новные закономерности влияния электромагнитных полей на человека.

Основными задачами нашего исследования являются:

1. Изучение влияния ЭМП и ЭМИ на человека;

2. Выявление физических закономерностей влияния ЭМИ на че ловека;

3. Анализ нормативно-правовой, научной и учебной литературы по вопросу электромагнитной безопасности;

4. Проверка выполнения требования электромагнитной безопас ности в компьютерных классах ЗабИЖТ.

Методы исследования: анализ НПА, научной и учебной литерату ры, составление диаграмм ЭМП компьютеров различного типа, наблюде ние и сравнение, методы лабораторного и промышленного оборудования, количественный и качественный анализ показателей электробезопасности и соблюдения правил электробезопасности в рабочей зоне студентов.

Любое техногенное воздействие на окружающую среду, многократ но превышающее уровень естественного природного воздействия, являет ся аномальным и вредным для здоровья человека. Поэтому ряд задач безо пасности и устойчивости жизнедеятельности человека, а также любого живого организма исследуются и решаются в зависимости от следующих факторов:

– физической природы действия окружающей среды на человека;

– уровня элементов строения человеческого организма;

– вида функциональных систем строения человеческого организ ма.

Электромагнитное излучение (ЭМИ) увидеть невозможно, а пред ставить не каждому под силу, и поэтому нормальный человек его почти не опасается. Между тем, если суммировать влияние ЭМИ всех приборов на планете, то уровень естественного электромагнитного поля Земли окажет ся превышен в миллионы раз. Масштабы электромагнитного загрязнения среды обитания людей стали столь существенны, что Всемирная организа ция здравоохранения включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества, а многие ученые относят ее к сильно действующим эко логическим факторам с катастрофическими последствиями для всего жи вого на Земле [3].

Электромагнитные поля и волны действуют на человека, так как его организм является сложнейшей электрической системой. Электрические свойства организма существуют на всех уровнях организации организма.

Тело человека представляет собой электроэнергетическую систему, в ко торой имеется управляющая система в виде центральной нервной системы (ЦНС), вырабатывающей с помощью головного мозга управляющие элек трические импульсы, которые распространяются по нервным тканям и управляют работой органов человеческого тела и любыми двигательными реакциями с помощью мышечной системы.

В соответствии с этим предлагается учитывать следующие факторы действия электромагнитных полей (ЭМП) и электромагнитных излучений (ЭМИ) на любой живой организм: а) действие естественных ЭМП и ЭМИ и искусственных (техногенных), то есть возникающие как результат хозяй ственной деятельности человека;

б) деление ЭМИ в зависимости от час тотного спектра действия на несколько крупных диапазонов;

в) электро магнитное излучение обнаруживает удивительное единство взаимоис ключающих свойств непрерывности и дискретности (волны и частицы), которые взаимно дополняют друг друга, раскрывая свойства излучения;

г) электромагнитные излучения по характеру действия делятся на неиони зирующее излучение и ионизирующее излучение;

д) действие электромаг нитных полей и излучений зависит от их мощности;

е) действие излучения зависит от типа его возникновения и эффективности действия: спонтанно го или вынужденного (лазерного).

На основе теории излучения и свойств человеческого организма можно выделить некоторые положения, которые могут быть использова ны в теории организации безопасности жизнедеятельности:

1. В реакции любого вещества, в том числе и человеческого орга низма, на действие электромагнитного излучения наблюдается частотный порог действия.

2. Человеческий организм характеризуется состоянием устойчиво го равновесия на определенные виды внешнего действия. Реакция организ ма на внешнее действие подчиняется принципу Ле Шателье-Брауна. У че ловека есть иммунная система, направленная на устранение вредных орга низму последствий электромагнитного излучения на него, но ее действие ограничено. Каждая система организма человека имеет защитную систему со своим порогом действия. Величину порога устойчивости человека следу ет понимать, как максимально допустимые значения напряженности элек трического и магнитного полей и длительности во времени их действия.

2. Ряд материальных систем, в том числе и отдельные системы человека, характеризуются состоянием безразличного равновесия на опре деленные виды внешнего действия или характеризуются большим време нем релаксации.

В настоящее время в России действует ряд нормативных докумен тов, определяющих требования компьютерной безопасности [4, 5, 6, 7], в том числе и электромагнитной.

Анализ данных документов показал, что основными методами обеспечения электромагнитной безопасности являются: рабочее место должно быть автономным;

экран дисплея ПЭВМ должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 60–70 см, но не ближе см.;

в помещениях с ПЭВМ и ВДТ ежедневно должна проводиться влаж ная уборка;

перед установкой компьютерной техники обследовать поме щение на наличие и интенсивность ЭМП промышленной частоты;

не раз мещать рабочие места с ПЭВМ вблизи источников электромагнитных по лей;

проверить наличие и качество заземления путем замера сопротивле ния контура заземления;

размещать провода питания, по возможности, в экранирующих металлических оболочках или трубах;

оборудовать, по возможности, места группового подключения ПЭВМ (2 и более пользова телей) экранированными щитками питания с необходимым количеством розеток;

основные источники импульсных электрических, магнитных и электростатических полей – дисплей и системный блок ПЭВМ должны быть в пределах рабочего места максимально удалены от пользователя;

должно быть обеспечено наибольшее удаление пользователя от сетевых розеток и проводов электропитания и т.д.

Нами проведено исследование соблюдения мер электромагнитной безопасности в компьютерных классах ЗабИЖТ. Было проверено несколь ко учебных кабинетов на предмет заземления, расположения ПЭВМ, рас стояния между рабочими местами. Во всех классах соблюдаются меры безопасности и требования к рабочим местам с ПЭВМ.

Библиографический список 1. Электробезопасность в электроустановках железнодорожного транспор та: учебное пособие / К.Б. Кузнецов, А.С. Мишарин. – М. : Маршрут, 2005.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский.

– М. : Высшая школа, 2000.

3. Влияние электромагнитного излучения на человека.

http://b2b-security.ru/lib/spravochnik/ 4. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы.

5. ГОСТ Р 50948-01. Средства отображения информации индивидуального пользования. Общие эргономические требования и требования безопасности.

6. ГОСТ Р 50949-01. Средства отображения информации индивидуального пользо вания. Методы измерений и оценки эргономических параметров и параметров безопасности.

7. ГОСТ Р 50923-96. Рабочее место оператора. Общие эргономические тре бования и требования к производственной среде.

УПРАВЛЕНИЕ СТРЕЛОЧНЫМ ПРИВОДОМ И КОНТРОЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ ОСТРЯКОВ А.В. Костенков (гр. АТС-04-1) Научный руководитель – канд.техн.наук, доцент Ю.А. Трофимов Иркутский государственный университет путей сообщения Периодически возникают опасные для движения поездов ситуации, а иногда и крушения, связанные с неправильным функционированием устройств. Причинами этого могут стать, например, искра на коллекторе электродвигателя стрелочного перевода в момент подачи контрольного напряжения переменного тока или человеческий фактор – перепутывание линейных проводов, соединяющих электропривод с постом ЭЦ. Попытки устранить эти недостатки, как правило, стопроцентного положительного результата не давали. Применяемое в этих устройствах комбинированное реле не отвечает требованиям, предъявляемым к реле первого класса, что снижает надежность функционирования схемы стрелки. Для устранения указанных недостатков были разработаны устройства управления стрелоч ным переводом и контроля положений его остряков с электродвигателями постоянного и трехфазного переменного тока. Их можно применять в сис темах электрической централизации с релейно-контактной аппаратурой и в микропроцессорной централизации с релейным управлением устройствами низовой автоматики. Новые пусковые блоки при замене почти не требуют дополнительных монтажных работ.

Существуют две разновидности этих блоков: для управления стре лочным электроприводом с двигателем постоянного (двухпроводная схе ма) и переменного тока. В последнем случае блок может быть применен как в пятипроводной, так и в трехпроводной схеме управления с реверсив ным реле переменного тока.

В предлагаемом устройстве, разработанном специалистами ООО «МПС АТ», применяется двухконтурная схема контроля положения стре лочного перевода, построенная на двух нейтрально-полярных реле малой мощности, а, следовательно, повышенной чувствительности. Это полно стью исключает факторы, влияющие на безопасное функционирование устройства: ложный контроль при перепутывании проводов и возникнове ние искры на коллекторе двигателя постоянного тока благодаря низкому уровню контрольного напряжения. При сохранении прежних пусковых (силовых) цепей новая схема контроля положения остряков стрелки значи тельно повышает безопасность функционирования систем.

Схема контроля положения стрелочного перевода показана на рис. 1.

Рис. 1.

Устройство работает следующим образом. В схеме созданы два контура, первый: вторичная обмотка трансформатора TV, конденсатор С1, рабочая обмотка I реле К1, резистор R1;

второй: обмотка трансформатора TV, конденсатор С2, рабочая обмотка I реле К2, резистор R1. К этим кон турам соответственно с помощью линейных проводов Л1 и Л2 подключе ны резисторы R2 и R3. Далее цепь проходит через контрольные контакты автопереключателя стрелочного электропривода, диод VD1 (VD2), линей ный провод Л3 к общей точке подключения контуров. Контакты 121-122 123 и 131-132-133 пускового поляризованного реле ППС соединены с об мотками подмагничивания II контрольных реле К1 и К2. В зависимости от положения контактов реле ППС подается постоянное напряжение опреде ленной полярности. В том случае, если полярность напряжения на обмот ках подмагничивания реле К1 и К2 совпадает с полярностью на рабочих обмотках I, полученной в результате однополупериодного выпрямления переменного напряжения диодом VD1, реле К1 и К2 встанут под ток. Та ким образом контролируется полное соответствие устанавливаемого по ложения стрелки фактическому. Об этом свидетельствует положение якоря и контактов реле ППС, от которых зависит полярность обмотки подмагни чивания реле К1 и К2. Реле ПК или МК срабатывает через последователь но соединенные фронтовые контакты 11-12 реле К1 и К2 и контакты 111 112-113 реле ППС. Любые нарушения в схеме, в том числе и перепутыва ние проводов, приведут к несрабатыванию реле К1 или К2, или обоих реле К1 и К2, т. е. не будет ложного контроля положения стрелки. Благодаря использованию нейтрально-поляризованных реле снижается контрольное напряжение со 190 до 50 В. Это исключает вероятность возникновения ис кры на коллекторе двигателя.

На рис. 2 приведена пятипроводная схема управления стрелочным электроприводом трехфазного переменного тока с реверсивным реле пе ременного тока. Положение стрелки в них контролируется в соответствии с принципами, описанными ранее. Из-за отсутствия необходимого количе ства контактов реле ППС в схеме контроля применены трехобмоточные нейтрально-поляризованные реле. Кроме того, с помощью дополнительной обмотки трансформатора контрольного напряжения TV1 и диодного моста VD5 формируется постоянное напряжение 48 В, которое подается на по следовательно соединенные обмотки реле ПК (МК) и параллельно соеди ненные обмотки подмагничивания реле К1 и К2. Применение реле К и НПС типа РЭЛ позволило в габарите блока ПС разработать пусковые бло ки постоянного и переменного тока, которые практически взаимозаменяе мы с существующими блоками ПС и ПСТ.

Рис. 2. Пятипроводная схема управления стрелочным электроприводом трехфазного переменного тока с реверсивным реле переменного тока Таким образом, в предлагаемом устройстве благодаря применению нейтрально-поляризованных реле контрольное напряжение снижается со 190 до 50 В. Это исключает вероятность возникновения искры на коллек торе двигателя, что, в свою очередь, предотвращает ложную подпитку ре ле, отвечающих за перевод стрелки. Также исключается ложный контроль положения стрелки при перепутывании линейных проводов путем после довательного соединения фронтовых контактов реле К1 и К2 и контактов реле ППС.

Библиографический список 1. Журнал «Автоматика, связь, информатика», авторы статьи Морозов С.С., Колюжный К.О.

ПОПЫТКИ РАСПОЗНАВАНИЯ ГЛАСНЫХ ЗВУКОВ СПЕКТРАЛЬНЫМ МЕТОДОМ Т.М. Куценко (гр. АТС-05-3) Научный руководитель – доктор физ.-мат. наук, профессор Н.Н. Климов Иркутский государственный университет путей сообщения Целью данной работы является попытка распознавания речи. В хо де исследования был проведен детальный анализ четырех гласных звуков русского алфавита: «А», «И», «О», «У». Для этого были записаны отдельно произносимые звуки и слова четырех человек разных возрастов.

Запись проводилась с частотой дискретизации fд = 44100 Гц в программе SpectraLab, где выбирался необходимый диапазон звука. Обработка сигналов осуществлялась в программе Matlab с помощью пакета для обработки звуковых сигналов sptool [2]. Для сглаживания сигнала использовалось окно Хэмминга, о котором подробно рассказывается в источнике [1]. Также для сравнения исследуемые гласные были записаны с частотой дискретизации fд = 2 кГц с помощью цифрового осциллографа и динамического микрофона, чувствительность которого составляет от 1,3 до 2, мВ/Па на частоте f=1000 Гц.

Можно выделить три этапа проведения анализа. Первый заключается в записи отдельно взятого звука, произнесенного три раза.

После этого создавалась «база», то есть определение формант, которые наилучшим образом характеризуют гласную. Далее было найдено среднее значение по каждой форманте. Из уже полученного ряда выделяются самые часто встречающиеся. В таблице 1 показаны значения формант четырех гласных звуков у испытуемых, где жирных шрифтом выделены те, которые зарегистрированы у всех говоривших.

Таблица Исследуемые Сред Значение Сред Значение Сред Значение Сред Значение Общее звуки (мужской 1) (женский 1) (мужской 2) (женский 2) среднее "А" - - 49 - 138 - 107 190 257 243 222 243 - - 326 373 444 486 432 - - - 543 547 607 - 662 - 726 727 754 743 844 - - - - 980 - 993 1217 1216 - - 1290 - - - - 1503 - - 177 - 129 - - 264 262 257 345 - 381 314 - - 478 469 533 525 557 588 "И" 727 791 820 759 908 - - - 1090 1050 - 1069 1275 - - - - - 1501 - 160 - 116 169 - 214 249 - 320 - 372 - 495 432 489 438 "О" - - - 509 659 652 772 679 - 868 - 848 - - 949 998 - - 140 - 210 290 - - 397 - 304 325 - 432 413 - "У" - 563 - 590 625 629 667 697 829 876 - - 1029 1168 - 1013 Хотя конкретные значения форманты каждого звука записано в [3], но при проведении исследований для четырех гласных не было выявлено описанных ранее определенных частот, за исключением звука «О».

Указано, что этот звук находится в диапазоне частот от 400 до 800 Гц, что соответствует полученным результатам.

На втором этапе исследования были рассмотрены те же четыре гласные, вырезанные из слов. Для примера использовались группы слов, где повторяется только буква «А», в следующей – буква «И» и т.д. При этом, частотный ряд (относительно предыдущих значений) начинает сдвигаться в более низкочастотную область, хотя подобная закономер-ность повторяется не каждый раз. В таблице 2 приведены по три слова для каждой гласной.


Таблица Значения группы слов четырех гласных звуков Наташа Катамаран Мама Сред Значение 170 162 122 151, - - 242 350 321 367 346, 525 466 - 495, 613 660 610 627, 700 - 733 716, - 1127 - Кирилл Пилить Кирпич Сред Значение 264 267 - 265, 337 331 340 528 - - - - 678 794 - - - - 1020 Колокол Кокос Колос Сред Значение - 209 - 301 295 281 509 592 567 606 - 678 - - 709 914 886 - - - 1020 Шуруп Тулуп Ус Сред Значение 198 196 208 - 387 - 401 469 416 - 625 628 815 783 849 935 - 1048 Рассмотрим для примера сравнение между средними значениями формант из группы слов с гласной «О» с ее значениями, приведенными в таблице 1. Именно для этого звука видно полученный сдвиг вниз по частоте. Эта зависимость показана в таблице 3.

Таблица Сравнение звука «О»

432 – 495 652 – «О»

281 – 301 509 – группа слов с «О»

Из приведенных выше таблиц видно, что говорить о распознавании ни отдельных звуков, ни слов не приходится, так как при опознавании можно принять значение одной гласной за другую.

И на последнем этапе была проведена попытка найти отличие не только по частоте, но и по амплитуде сигнала. Казалось бы, что все слова можно говорить с одинаковой громкостью, и амплитуды приблизительно близки. Но при этом ее значения на каждой форманте различны по всему частотному ряду. Наиболее четко это прослеживается при сравнении звуков «И» и «О» при ограничении по частоте до 2,5 кГц. На рис.1. и рис.2.

показано, если провести огибающую по амплитуде, то в звуке «И» с увеличением частоты происходит постоянное уменьшение амплитуды, а в звуке «О» сначала идет подъем, а затем спад амплитуды сигнала. И эта особенность происходит как при отдельно записанных звуках, так и при произношении слов.

а) б) Рис. 1. Спектры отдельных букв: а) – звука «И»;

б) – звука «О»

а) б) Рис. 2. Спектры слов, содержащих звуки «И» и «О»: а) – слово «Кирпич»;

б) – слово «Кокос»

Таким образом, можно сделать вывод о том, что распознавание по частоте не дает полного отличия гласных звуков между собой. Поэтому необходимо использовать и другие параметры, характеризующие звук. И как оказалось это может быть амплитуда сигнала, рассмотренная в общей картине спектра.

Библиографический список 1. Винцюк Т.К. Анализ, распознавание и интерпретация речевых сигналов. – Киев : Наук. думка, 1987. – 264 с.

2. MatLab 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения / Дъяконов В.П. – М. :

СОЛОН-Пресс, 2004. – 768 с.

3. Автоматическая телефонная связь на железнодорожном транспорте: Учеб.

Для вузов ж.-д. трансп./ В.М. Волков, А.К. Лебединский, А.А. Павловский, Ю.В.

Юркин. – М. : Транспорт, 1996. – 342 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАФОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ФРАКТАЛОВ А.И. Литвинцев, М.С. Шульгин (гр. ЭНС-05-3) Научный руководитель – доктор техн. наук, профессор А.В. Крюков Иркутский государственный университет путей сообщения Фракталами называют бесконечно самоподобные фигуры, каждый фрагмент которых повторяется при уменьшении масштаба. Свойство са моподобия резко отличает фракталы от объектов классической геометрии.

Термин «самоподобие» означает наличие тонкой, повторяющийся струк туры, как в самых малых масштабах объекта, так и в макромаштабе.

Самоподобие проявляется и в случае карт-схем электроэнергетиче ских сетей любого уровня напряжения, но в особенности распределитель ных сетей 0,4 кВ и сетей 6-35 кВ. Действительно, они представляют собой классическое ветвящееся дерево, возможно, обладающее фрактальной раз мерностью. Данная работа представляет собой исследование, доказываю щее фрактальную природу графов электрических сетей.

Любой геометрический объект характеризуется размерностью. Разде лим отрезок прямой на N равных частей. Тогда каждую часть можно считать копией всего отрезка, уменьшенной в 1/r раз. Очевидно, N и r связаны соот ношением N·r = 1. Если квадрат разбить на N равных квадратов (с площадью, в 1/r2 раз меньше площади исходного), то соотношение запишется как N·r2 = 1.

Если куб разбить на N равных кубов (с объемом, в 1/r3 раз меньше объема ис ходного), то соотношение примет следующий вид: N·r3 = 1. Заметим, что размерность d объекта, будь то одномерный отрезок, двумерный квадрат или трехмерный куб, появляется как степень r в соотношении между N, числом равных подобъектов, и коэффициентом подобия r. А именно:

N·rd = 1. (1) Величину d называют фрактальной (дробной) размерностью или размерностью подобия в случае объектов, у который при вычислении ве личины d получится дробное число. Явное выражение для d через N и r на ходится логарифмированием обеих частей log N d=. (2) log(1 / r ) Существует множество способов определения размерности объек тов, но самый простой и эффективный – вычисление размерности Минков ского, также называемой фрактальной размерностью.

Для вычисления размерности Минковского будут использоваться метода: клеточный, точечный и радиальный. Алгоритмы вычисления обычно опираются на следующее основное соотношение:

log N() = log с - d·log, график зависимости log N() от log – прямая с угловым коэффици ентом – d;

через N() обозначено минимальное число клеток со стороной, необходимых для покрытия фрактала. Для определения неизвестных пара метров c и d необходимо оценить N() для нескольких значений. Если ис пользовать клетки только двух размеров, 1 и 2, то неизвестные с и d мож но определить из системы уравнений:

log N(1) = log c - d·log log N(2) = log c - d·log 2.

Тем не менее, учитывая, что величины N() могут быть найдены лишь приближенно, имеет смысл оценить N() для большего числа различ ных значений. В этом случае мы получим переопределенную систему (число уравнений больше числа неизвестных), которая, скорее всего, не будет иметь точного решения. Стандартный прием в подобной ситуации заключается в том, чтобы найти значения log с и d, минимизирующие сум му квадратов отклонений.

Клеточный метод. Самым простым способом определения раз мерности Минковского является клеточный метод. Размерность фрактала А определяется следующим образом. Разобьем область, содержащую А, на квадратные клетки (двумерный случай) нескольких размеров. Затем под считаем число клеток, необходимых для покрытия А в каждом случае, и подставим полученные значения в соотношение log N() = log с - d·log Следующий простой алгоритм вычисления размерности на плоско сти лучше всего работает при сравнительно больших размерах изображе ния фрактала. Его главный недостаток заключается в том, что подсчитан ное значение N(L) не является наименьшим числом клеток со стороной L, покрывающих фрактал.

Точечный метод. Точечный метод представляет собой альтерна тивный подход к вычислению размерности фрактала. Рассмотрим сетку, покрывающую весь фрактал. Ее узлы будем называть ячейками. Каждую ячейку, имеющую с фракталом непустое пересечение, будем считать за одну точку. Именно эта схема реализуется при графическом выводе фрак тала на экран как массива пикселов. «Подсчет числа точек в клетке» озна чает подсчет числа ячеек (или пикселов) в клетке.

Радиальный метод. Кроме того, в данном исследовании использо вался ещё один метод определения размерности – радиальный метод. Суть его заключается во взаимосвязи между окружностью и частью фрактала, ограниченной этой окружностью, а именно суммарной длиной линий фрактала v, заключённых в окружности. Затем проводятся новые окружно сти постепенно увеличивающегося радиуса, и также вычисляется суммар ная длина линий графа, попавшая в окружность, и так далее. Важно то, что суммарная длина ставится в строгое соответствие длине радиуса.

В связи с большим объемом расчетов, необходимых для определе ния размерности, было принято решение разработать программный ком плекс, способный производить расчет размерности тремя различными ме тодами с минимальной погрешностью.

Цели создания программного комплекса:

1) представление графа электрической сети в формате монохром ного рисунка для облегчения анализа изображения;

2) возможность рисования на предварительно загруженном изо бражении графа электрической сети и сохранения его в отдельный файл;

3) анализ изображения графа электрической сети и расчет раз мерности клеточным, точечным и радиальным методами;

4) сравнение полученных результатов расчета.

Главное окно программы Приложение с графическим интерфейсом пользователя разработано с использованием таких компонентов как окна, меню, диалоги и других компо нентов, которые облегчают работу с программой.

Главная программа FRACTAL ES является однооконным приложе нием, поэтому все визуальные средства управления расположены на ос новной форме.

Главное окно программного комплекса FRACTAL ES содержит следующие визуальные элементы управления: главное меню;

панель инст рументов;

панель управления;

строка состояния.

Главное меню является важным визуальным средством управления и позволяет быстро получить доступ к основным функциям программы.

Меню расположено в верхней части формы и содержит следующие разде лы: файл;

вид;

окно;

помощь.

Страницы позволяют упорядочить информацию и уместить боль шой объем данных на одной форме. Доступ к функциям анализа и расчета размерности монохромного изображения графа электрической сети осуще ствляется нажатием кнопки «Размерность», расположенной на панели управления. Cтраница «Результаты» содержит средства управления, по зволяющие сравнить полученные результаты и сделать вывод о том, имеет ли граф электрической сети дробную размерность. Доступ к этой странице осуществляется нажатием соответствующей кнопки «Результаты» на пане ли управления. Страница «Рисунок» позволяет загрузить изображение графа электрической сети и отредактировать, если это необходимо. Для более точного расчета необходимо, чтобы изображение графа электриче ской сети было монохромным (то есть имело бинарную матрицу цвета – черный и белый). Средства визуального управления страницы «Рисунок»


позволяют произвести все необходимые операции над изображением, что бы подготовить его к анализу и расчету размерности.

На основе информации о фрактальной размерности графа электри ческой сети могут быть решены важные практические задачи, связанные с разработкой рациональных стратегий технического обслуживания элек трических сетей, а также с эффективным применением современных ком мутирующих устройств с интеллектуальным интерфейсом.

Библиографический список 1. Richard M. Crownover R.M. Introduction to Fractals and Chaos. – Jones and Bart lett Publishers. – Sudbury. – 1999.

2. Shroeder M. Fractals, Chaos, Power Laws. – W.H. Freeman and Company. – New York. – 2001.

3. Балханов В.К. Введение в теорию фрактального исчисления. – Улан-Удэ:

БГУ. – 2001.

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДОК ЛОКОМОТИВА В ЭКСПЛУАТАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ М.В. Лоншаков (гр. ЭПС-06-2) Научные руководители – доцент О.В. Мельниченко, ассистент Е.В.Чупраков Иркутский государственный университет путей сообщения В соответствии со стратегическим направлением научно технического развития компании ОАО «РЖД» основным результатом к 2015 году является создание интеллектуального поезда со встроенной сис темой самодиагностики. В рамках решения данной задачи предлагаю ва шему вниманию способ непрерывного контроля толщины тормозных ко лодок локомотива в эксплуатации и устройство для его осуществления.

Тормозные колодки (накладки) являются важнейшим элементом меха нической части тормоза. Основная проблема состоит в том, что чугунные ко лодки быстро изнашиваются, что снижает безопасность движения поезда по перегону (спуску). На крутых затяжных спусках, например, износ чугунных колодок за спуск составляет 7–9 мм [1]. От качества колодок зависит эффек тивность торможения, и безопасность движения. Контроль износа во время движения является одним из основных факторов безопасности движения.

При эксплуатации тормозных колодок выявлены следующие недос татки:

• отсутствие непрерывного контроля степени износа колодки во время движения;

• большая интенсивность износа в эксплуатации до критической величины;

• отсутствие возможности своевременной замены изношенной колодки;

• трудности при замере толщины и выявлении предельно изно шенных колодок в эксплуатации из-за наличия «человеческого фактора» и несовершенства измерительных инструментов.

Предлагаемый способ заключается в непрерывном контроле тол щины колодки в эксплуатации и выдаче сигнала машинисту при достиже нии минимальной толщины. Контроль предлагается обеспечивать датчи ками (рис. 1). Датчик состоит из пластикового корпуса (изолятора) 1, ме таллической части (проводника) 2, защитного колпачка 3 и соединяющего индивидуального провода 4. В процессе эксплуатации при достижении максимально допустимого износа hпр (рис. 2), тормозной колодки, пласти ковая часть соприкасается с вращающимся колесом (бандажом колеса) и, вследствие достижения износа пластиковой части, металлическая часть замыкает на «минус» электрическую цепь. Размер hпр – максимально до пустимый износ колодки, зависит от различных факторов: профиля пути участка обращения локомотивов, степени износостойкости конкретных колодок, а также типа локомотива и устанавливается инструкцией.

Рис. 1. Датчик контроля износа в разрезе 1 – композиционный корпус (изолятор);

2 – металлическая часть (проводник);

3 – защитный колпачок;

4 – электрический провод Датчики включаются в конструкцию колодки, через специальные отверстия (рис. 2).

Рис. 2. Установка датчиков контроля износа в колодку При достижении максимальной величины износа колодки замы кается электрическая цепь, ток протекает по цепи (Рис. 3): «+» источни ка питания, через токоограничивающее сопротивление 1, через сигналь ную лампу (лампа накаливания, либо светодиод и другие индикаторы) 2, находящуюся в кабине машиниста локомотива на пульте управления 3, через общий провод 4, через индивидуальный провод 5 сигнализатора, через металлическую часть 6 сигнализатора тормозной колодки на ме таллический бандаж колеса 7 и на рельс, который соединяется с «–» по тенциалом.

Рис. 3. Электрическая схема работы непрерывного контроля износа При достижении критического износа сигнализатор замыкается, лампа загорается и свидетельствует машинисту о том, что износ одной из колодок на локомотиве достиг предельного уровня, и, соответственно, на ближайшей станции технического обслуживания она требует замены.

На каждую сторону локомотива, в зависимости от серии, применя ется от 6 до 12 тормозных колодок. Контроль износа колодок предлагается вести по сторонам локомотива, в результате чего прокладываются две цепи на локомотив (правая и левая), соответственно в кабине машиниста загора ется либо левая, либо правая лампа (Л, П). При такой системе непрерывно го контроля толщины тормозных колодок локомотива в эксплуатации можно получить следующий технический результат:

• повышение уровня безопасности движения поездов за счет увеличения надежности торможения, в связи со своевременным выявлени ем и заменой предельно износившейся колодки;

• своевременное определение предельного износа тормозной ко лодки локомотива во время эксплуатации и исключение «человеческого фактора» при определении её толщины;

• низкая стоимость необходимых изменений в конструкции.

Библиографический список 1. Автоматические тормоза подвижного состава / В.Р. Асадченко – Москва :

Маршрут, 2006. – 392 с.

НЕОБХОДИМОСТЬ ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ИЗОЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ М.Ю. Мусинов (гр. ЭНС – 41) Научный руководитель – доцент Н.А. Коновалова Забайкальский институт железнодорожного транспорта, г. Чита Взрывы и пожары силовых масляных трансформаторов могут при вести к трагическим социальным, экологическим и экономическим по следствиям, таким как смертельные случаи, тяжелые ранения и травмы, за грязнение окружающей среды, потери от прекращения производства элек троэнергии и затраты на импорт энергоресурсов, необходимость замены трансформатора и оборудования на поврежденной подстанции или элек тростанции, снижение производительности.

Взрывы и пожары трансформаторов обычно являются следстви ем пробоя изоляции. Причиной этого могут быть перегрузки или скач ки в электрической цепи, вызванные молниями, переключениями, по степенным износом изоляции, недостаточным уровнем масла, влажно стью, кислотой, содержащейся в масле, а также сбоями в сопутствую щем оборудовании, таком как устройства регулирования напряжения под нагрузкой или электрические вводы. Энергия электрической дуги, возникающая в результате пробоя изоляции, вызывает резкий скачок локальной температуры. Она также генерирует большое количество взрывчатых и горючих газов, которые провоцируют очень быстрое уве личение давления в баке трансформатора. Затем трансформатор взры вается в течение долей секунды, и крышка бака при этом обычно сры вается. Большое количество масло-газовой смеси выплескивается на значительное пространство. Контакт взрывчатых и горючих газов с воздухом (кислородом) может привести к мощному взрыву, который в некоторых случаях распространяет огонь по всей электростанции. В то же время температура поверхности масла в баке быстро достигает точ ки воспламенения, и трансформатор загорается.

Физико-химические методы исследования жидкой (трансформатор ное масло) и твердой (целлюлоза) изоляции, широко применяемые в на стоящее время для оценки эксплуатационного состояния высоковольтного маслонаполненного электрооборудования, позволяют выявлять незначи тельные изменения в изоляции и эффективно оценивать развитие в ней те пловых и электрических процессов, сопровождаемых химическими реак циями в присутствии воды, кислорода и образующихся кислых соедине ний. При эксплуатации под воздействием указанных факторов происходит разложение исходносодержащихся в трансформаторном масле органиче ских соединений. Помимо этого, в масло переходят продукты деструкции твердой изоляции и других конструкционных материалов электрооборудо вания.

Продукты разложения, в свою очередь, могут дополнительно взаи модействовать друг с другом, образуя сложные соединения с относительно большей молекулярной массой. Появляющиеся вторичные компоненты порой значительно опасны, поскольку при взаимодействии с элементами конструкции оборудования существенно ускоряют процесс их износа и даже становятся причиной серьезных технологических нарушений. Про дукты деструкции, кислород и вода в контакте с металлическими элемен тами электрооборудования могут образовывать ионы неорганических и ор ганических веществ, появление которых чревато резким ухудшением изо ляционных свойств твердой и жидкой изоляции. Перечисленные процессы способны протекать достаточно быстро и, если их своевременно не выяв лять, интенсивно повреждать оборудование.

Таким образом, своевременное обнаружение в трансформаторном масле тех или иных компонентов, образующихся в процессе эксплуатации, несомненно является первостепенной задачей для надежной оценки со стояния высоковольтного маслонаполненного оборудования. Важен также тот факт, что образующиеся соединения представляют собой все многооб разие агрегатных состояний: газообразное, жидкое и твердое. Причем в за висимости от условий эксплуатации эти соединения могут находиться в масле в виде раствора (газ в газе, газ в жидкости, жидкость в жидкости, твердое тело в жидкости), суспензии (твердое вещество в жидкости) или эмульсии (жидкость в жидкости), а также образовывать различные ассо циаты. В процессе эксплуатации исходный состав и трансформаторного масла, и твердой изоляции еще более усложняется как качественно (набор составляющих компонентов) и количественно (их концентрации), так и по агрегатному состоянию. Этот исходный состав изменяется в зависимости от природы изоляционных материалов и воздействия на них эксплуатаци онных факторов.

Таким образом, изучение физического смысла происходящих в изоляции электрооборудования процессов требует серьезных физико химических исследований. Только на основе таких исследований могут быть разработаны надежные методические подходы и критерии для оценки состояния маслонаполненного электрооборудования и своевре менного выявления в нем аномальных процессов, вызванных возмож ными дефектами. В последнее время был успешно применен метод хро матографического анализа растворенных в трансформаторном масле га зов, позволяющий определять механические повреждения на ранней стадии их развития.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛАЖНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК «ПОРОПЛАСТА СF 02»

В.А. Мысник (гр. C-04-4 ) Научные руководители – старший препод. О.А. Гнездилова, канд.техн.наук Г.А. Якимова Иркутский государственный университет путей сообщения Для рационального проектирования слоистых ограждающих конст рукций с использованием в качестве утеплителя композита «Поропласт CF02» необходимо знать его теплофизические и массообменные характе ристики. В качестве исходных величин к расчету используют изотермы равновесного удельного влагосодержания, характеризующие сорбционные свойства материалов.

В состоянии гигротермического равновесия с влажным воздухом температура тела равна температуре воздуха, давление пара во влажном воздухе, заключенном в капиллярно-пористой структуре, равно парциаль ному давлению пара в окружающем воздухе, а влагосодержание материала приобретает некоторое постоянное значение, называемое равновесным.

Равновесное влагосодержание зависит от температуры и влажности окру жающего воздуха и определяется формой связи влаги с материалом, кото рая может быть представлена в зависимости от парциального давления пара либо физико-химически, либо физико-механически связанной воды [1]. Как известно, если материал при достижении равновесия поглощает влагу, этот процесс называется сорбцией, если отдает – десорбцией. Кри вая, характеризующая зависимость между равновесным влагосодержанием материала и относительным парциальным давлением или влажностью воздуха при постоянной температуре, является изотермой сорбции или де сорбции.

Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию равновесного удельного влагосодержания «Поропласта CF02».

Экспериментально изотермы равновесного удельного влагосодер жания определяли эксикаторным методом на образцах размером (мм) в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 24816-81 [2].

Сущность метода определения сорбционной влажности заключает ся в доведении образцов материала, предварительно высушенных до по стоянной массы, до равновесного состояния в искусственно созданных па ровоздушных средах, имеющих относительную влажность воздуха 40, 60, 80, 90, 97 % при температуре 20 °С, и в последующем определении влаж ности этих образцов путем взвешивания.

Перед проведением испытания образцы разламывали на 4-5 час тей, помещали в предварительно высушенные и взвешенные бюксы, и высушивали в сушильном электрошкафу до постоянной массы при температуре (105±5) °С. После высушивания, перед каждым повторным взвешиванием бюксы с пробой, охлаждали в эксикаторе над хлористым кальцием.

Изотерма десорбции поропласта экспериментально определена на предварительно увлажненных (до максимальной гигроскопической влаж ности) образцах материала путем их помещения в эксикаторы с меньшей относительной влажностью воздуха до достижения образцами равновесно го влагосодержания.

Сорбционную влажность образца материала вычисляют по формуле m m 100, (1) W= c m2 m где m1 – масса бюкса с образцом материала после окончания сорб ции, г;

m2 – масса бюкса с образцом материала после высушивания образ ца до постоянной массы, г;

m3 – масса высушенного до постоянной массы бюкса, г.

Оценка истинного значения измеряемой величины равновесной сорбционной влажности поропласта для всех образцов с надежностью =0,95, представлена в табл. 1.

Таблица Статистическая обработка результатов измерений Точ Относительная влаж Среднее Среднее Коэф- ность Доверии Дисперсия, значение, квадрати- фи- оценки тельный ность воздуха,% ческое от- циент средне- интервал, W,% t s р W ± клонение s вариа- го р ции, резуль = s2 % тата, Процесс сорбции 40 13,90 0,12 0,35 2,5 2,064 0,14 13,90 ± 0, 60 14,22 0,07 0,26 1,8 2,064 0,11 14,22 ± 0, 80 15,42 0,18 0,42 2,8 2,064 0,17 15,42 ± 0, 90 17,98 0,19 0,43 2,4 2,064 0,18 17,98 ± 0, 97 22,01 0,37 0,61 2,8 2,064 0,25 22,01± 0, Процесс десорбции 40 13,90 0,37 0,61 4,4 2,26 0,43 13,90 ± 0, 60 14,34 0,21 0,46 3,2 2,26 0,33 14,34 ± 0, 80 16,21 0,54 0,744 4,5 2,31 0,57 16,84 ± 0, 90 19,17 0,57 0,75 3,9 2,31 0,57 19,51 ± 0, 97 22,00 01,36 1,17 5,3 2,26 0,83 22,00± 0, Точность оценки среднего результата измерений определялась по формуле [3]:

= t (s / n ), (2) где t – коэффициент Стьюдента при =0,95;

s – среднее квадратическое отклонение;

n – объем выборки.

По результатам экспериментальных исследований построены гра фики изотерм сорбции и десорбции, представленные на рис.1.

24, 22, Весовая влажность, % 20, 18, 16, 14, 12, 10, 40 50 60 70 80 90 Относительная влажность воздуха, % сорбция десорбция Рис. 1. Изотермы сорбции и десорбции поропласта плотностью 15 кг/м Изотерма десорбции существенно отличается от изотермы сорбции, следовательно, имеет место гистерезис сорбции.

По классификации БДДТ (Брунауэра, Демминга, Демминга и Тел лера), данные изотермы сорбции относятся к IV типу [4], характерной осо бенностью которого является формирование полислоя на поверхности с высоким адсорбционным потенциалом и наличие петли гистерезиса, что указывает на дополнительное поглощение пара в результате капиллярной конденсации.

При сорбции пара стенки капилляров содержат слой адсорбирован ного воздуха, следствием этого является неполное смачивание (косинус краевого угла смачивания cos 1). При процессе десорбции смачивание полное ( cos = 1 ). Следовательно, одной и той же относительной влажно сти в случае десорбции будет соответствовать большее значение равно весного влагосодержания, чем при сорбции, то есть для извлечения жидко сти из капилляра необходимо меньшее давление, чем для заполнения ка пилляра.

Приведенные изотермы указывает на две достаточно четко выра женные области: 4080 % – область адсорбционно-связанной влаги и 8097 % – область капиллярно-связанной влаги. Это говорит о том, что при эксплуатационной влажности, соответствующей массовой влажности 15–16 %, вся влага в поропласте находится в виде водяного пара и полимо лекулярных слоев на поверхности пор. Капиллярная конденсация влаги в порах материала начинается при массовой влажности более 15–16 %. Изу чение изотерм сорбции имеет большое практическое значение для расчета увлажнения ограждающей конструкции.

Полученные результаты исследований могут быть использованы для расчета увлажнения наружных слоистых ограждающих конструкций стен зданий со средним слоем из композита «Поропласт CF02» на стадии их проектирования.

Библиографический список 1. Лыков А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. – М. : Энергия, 1968. – 472 с.

2. Материалы строительные. Метод определения сорбционной влажности.

ГОСТ 24816-81. – М. : Изд. стандартов, 198. – 6 с.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. по собие для вузов / В.Е. Гмурман. – М. : Высш. шк., 2002. – 479 с.

4. Зимон А.Д. Коллоидная химия: учебник / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. – М. :

АГАР, 2001. – 320 с.

ОПТИМИЗАЦИЯ ЕМКОСТИ ПУТЕВОГО РАЗВИТИЯ НА СТАНЦИИ А.С. Повторихина (гр. Д-04-5) Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент Л.Н. Иванкова Иркутский государственный университет путей сообщения При проектировании новых станций и реконструкции существую щих большое значение имеет емкость приемо-отправочных путей. Под ем костью понимается количество и полезная длина приемо-отправочных пу тей. В практике эксплуатации станции не редки случаи, когда при избы точном количестве путей их полезная длина недостаточна для беспрепят ственного приема поездов установленной длины.

В научно-технической литературе уделяется большое внимание во просу о расчете количества приемо-отправочных путей. Автором были ис следованы результаты расчета по трем методикам:

1. Методика расчета с использованием теории массового обслу живания.

Число путей в приемо-отправочном парке станции определяется по формуле:

t зан n m= (1) j Ij j где t зан – средневзвешенное время занятия пути поездом в данном парке;

I j – расчетный интервал прибытия поездов в данный парк с j-й ли нии;

j – доля поездов, поступающих в данный парк с j-й линии от обще го числа поездов, прибывающих на станцию с этой линии;

n – число линий, примыкающих к станции.

Приемо-отправочный парк вместе с примыкающей к нему линией можно рассматривать как однокальную систему массового обслуживания с неограниченной очередью. На вход ее поступает простейший поток заявок с интенсивностью, время обслуживания заявки может иметь произволь ный закон распределения. Для таких систем массового обслуживания среднее время ожидания заявок в очереди определятся по формуле Поля чека-Хинчина ( ) 2 1 + t ож =, (2) 2(1 ) где – коэффициент загрузки системы массового обслуживания, – коэффициент вариации времени обслуживания.

Для приемо-отправочного парка интенсивность потока отправляе мых поездов можно определить как =Nгр/1440, (3) где Nгр – число грузовых поездов, отправляемых на данную линию в среднем в сутки.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 



Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.