Определение трудного и легкого пути и расчёт высоты горки.

Суммарная удельная работа сил сопротивления, действующих на вагон при прохождении им расстояния от вершин горки до расчётной точки, зависит от длины пути, количества стрелочных переводов и числа кривых.

Сортировочный путь с минимальной суммарной удельной работой всех сил сопротивления называется легким, а с наибольшей суммарной удельной работой сил сопротивления - трудным.

Удельная работа сил сопротивления преодолеваемых плохим бегуном при неблагоприятных условиях скатывания рассчитывается по каждому пути сортировочного парка по таблице 13, для заполнения которой необходимо воспользоваться данными таблицы 11 и заполнить таблицу 12.

Для симметричных горловин парков расчёт можно производить для путей только половины парка.

Для заполнения таблицы 13, значения L _р. , Sa и n определяются по масштабному плану головы сортировочного парка. Основное удельное сопротивление расчётных бегунов w₀, принимается (см. приложение Б2) в зависимости от расчётной суточной температуры, которая рассчитывается по формуле (21), w_ср рассчитывается по формуле (22).

Ориентировочно загрузку расчетного, плохого бегуна при средней грузоподъёмности вагона до 60÷70 и более тонн соответственно принимается 25, 30, 50 т.

,                                                                                (21)

где t ^˚ _ср - средняя месячная температура воздуха, полученная из многолетних (более 10 лет) наблюдений по данным местных метеостанций, а в курсовом проекте принимается по заданию.(t ^˚ _ср= - 20)

Дополнительное удельное сопротивление воздушной среды , кгс/т, определяется для одиночных вагонов по формуле

,                                                      (22)                                    

где C_x - коэффициент обтекаемости одиночных вагонов или первого вагона в отцепе;

S- площадь поперечного сечения (мидель) одиночного вагона в отцепе, м²;(S= 9,7м²)

q- масса вагона, т;

t ⁰- расчетная температура воздуха, С^˚;

V ² _р - относительная скорость отцепа с учётом направления ветра, м/с.

Коэффициент С_х. принимается по таблице 10 в зависимости от рода вагона и углаa между результирующим вектором относительной скорости и направлением движения отцепа.

Относительная скорость отцепа V _р , м/с и уголa , град,определяются по формулам

,                                         (23)

где V _ср-средняя скорость движения отцепа на участке спускной части горки, м/с;

V _в- скорость ветра (принимается постоянной), м/с;

b    - угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп, град.

Остальные расчеты занесены в таблицу 8.

                                         V_р= V_ср± V_в ;                                        (24)

                                         V_р= 3 + 2,3 = 5,3 (м/c)

Остальные расчеты занесены в таблицу 8.

;                                                                                  (25)

Остальные расчеты занесены в таблицу 12.

В формулах знак плюс принимается при встречном ветре, минус при попутном ветре. Если скорость попутного ветра выше скорости отцепа,w_српринимается со знаком минус.

Таблица 11-Определение коэффициента обтекаемости C_х.

Следует принимать среднемесячную скорость ветра каждого направления, а при расчёте высоты горки должны быть приняты самые неблагоприятные скорость и направление ветра при данных условиях роспуска.

За расчётный принимается январь месяц, в котором получается наибольшая сумма основного удельного сопротивления плохого бегуна и сопротивления воздушной среды и ветра w_ср+ w_о.

Расчёт сопротивлений воздушной среды и ветра по частям света сводятся в таблицу 11. Средняя скорость V _ср. движения плохого бегуна для горок малой мощности принимается равной 3 м/с.

Таблица 12-Основные параметры сопротивления воздушной среды и ветра

Месяц Направление ветра     b

V _в

V _ср

V _р

a

C _х

_ср

_о

_ср+ w_о.

Расчётная высота горки- это разность отметок её вершины и расчётной точки трудного по сопротивлению пути подгорочного парка.

Расчёт высоты горки ведётся с учётом обеспечения прохода плохого бегуна при самых неблагоприятных условиях скатывания (встречном ветре, зимней расчётной температуре) до расчётной точки трудного по сопротивлению пути сортировочного парка, который определяется по таблице 12. Расстояние до расчётной точки принимается 12÷50 м от предельного столбика расчётного пути.

Таблица 12-Расчёт потерь энергетических высот сопротивлений

Высота горки Н_г, м, определяется по формуле

Н_г=10^-3[L_р(ώ_ср+ω₀)+9Σα+20·n]- (V_р²-2·q)                               (26)

где, L_р - расстояние от вершины горки (точка отрыва отцепов) до расчётной точки трудного по сопротивлению пути, м;

ώ₀ - основное удельное сопротивление движению плохого бегуна, кгс/тс;

ώ_ср - сопротивление воздушной среды и ветра плохого бегуна, кгс/тс;

кгс/тс - дополнительная удельная работа сил сопротивления расчётного бегуна в кривых на каждый градус угла поворота;

Σα - сумма углов поворота на пути следования отцепа по трудному участку до расчётной точки, включая углы поворота стрелочных переводных кривых, град.;

кгс/тс дополнительная удельная работа сил ударов при прохождении по стрелочному переводу;

n - число стрелочных по пути следования отцепа на трудный по сопротивлению путь;

V_р - скорость надвига состава на горку, м/с;

q - ускорение силы тяжести с учётом вращающих масс вагона, м/с.

Н_г=10^-3[233,46·3,82+9·34,49+20·4]-(0,8²/2·9,5)=1,248 м