WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

С целью уточнениявлияния упомянутых факторов на потерикускового угля на неровностях дороги былпроведен полный четырехфакторныйдвухуровневый эксперимент 24, где х1– наличие(отсутствие) заднего борта,х2 –наличие (отсутствие) наращенных бортов,х3 –темпераментводителя, х4 – номер неровности.Функцией отклика являлись угольные потери,г. Для х1, х2 их3 наличию фактора соответствовала(+1), отсутствию – (–1),для х4 (–1)соответствовала первой неровности, а(+1) – второй неровности,если их считать от угольного склада.Последний фактор был управляемым, а первыетри фактора –условно управляемые, т.к. приходилось дожидатьсяавтомобиля с нужными значениями этихфакторов.

При этом удалосьобеспечить равномерное трехкратноедублирование опытов, т.е. в обработкеучаствовало 48 специально отобранныхнаблюдений за автомобилями. Рандомизацияопытов по редким сочетаниям факторовносила естественный характер, по остальным– проводиласьспециально.

Обработка результатовэксперимента велась по стандартным формулам для полного факторногоэксперимента 24.

Интерес представлялане столько точность определения угольныхпотерь на конкретной дороге по найденнойфункции регрессии, сколько вывод о влияниивходных факторов на эти потери, поэтому припостроении модели было решеноограничиться линейной частью и парнымиэффектами.

Проверка найденныхкоэффициентов на значимость по t-критерию Стьюдентаподтвердила значимость всех коэффициентовлинейной части и половины коэффициентов парныхэффектов. Модель потерь угляу, г, вкоторой оставлены только значимыекоэффициенты, имеет вид

у = 2 643– 924х1 +345х2 + 1 472х3+ 260х4 + 111х1х2 +172х2х4– 84х3х4. (4)

Данная модель признанаадекватной по F-критерию Фишера.

Анализ моделипоказывает, что потери кусков угля нанеровностях дороги зависят, во-первых, оттемперамента водителя и, во-вторых, ототсутствия заднего борта. Наличиенаращенных бортов влияет на потери заметноменьше. Порядковый номер неровности надороге почти не влияет на потери, чтовполне понятно, т.к. расстояние междуухабами невелико. При этом на втором ухабепотери несколько выше, что объясняетсяпостепенным расползанием угольной «шапки»на начальном этапе транспортирования.Анализ парных эффектов требует большейосторожности из-за меньшей величины самихкоэффициентов. Самый крупный из них в24(перед х2х4) показывает, чтомашины с наращенными бортами имеют большиепотери на втором ухабе, т.е. эти бортасдерживают расползание «шапки».Отрицательный коэффициент в34свидетельствует о том, что темпераментныйводитель больше теряет на первойнеровности, т.е. весь процесс потерь у негопроисходит быстрее. Положительныйкоэффициент в12 обозначает, чтоотсутствие заднего борта, которое само посебе увеличивает потери, не позволяетнасыпать при погрузке высокую «шапку», этоуменьшает потери через наращенныеборта.

Построенная модель,хотя и носит локальный характер и невключает многие факторы угольных потерь,однако дает возможность оценить влияние напотери задействованных в ней факторов ипредставить в динамике процесс потерь наначальном этапе транспортирования.

Выявлены особенностипотерь угля при перевозке его речнымтранспортом, где разгрузка в портахосуществляется на береговую линиюплавучими кранами. Затембульдозерами и погрузчикамиуголь перемещают от реки вглубь берега,формируя угольный бурт. При этом большоеколичество топлива измельчается,увлажняется при осадках и теряется, попадая вводу. «угольный след» образуется по длинеперемещенияугля от береговой линии и собственно вместе нахождения самого бурта. В то жевремя под воздействием ножа бульдозерачасть грунта попадает в угольный бурт, разубоживаяуголь и снижая его качество. С береговых угольныхскладов уголь грузится погрузчиками вавтотранспорт и доставляется до местапотребления созначительными потерями.

Особое место занимаютпотери угля от пыления при перевозках.Универсального метода расчета такихпотерь нет, хотя этому вопросу посвященомного работ. Основываясь наэкспериментально полученной В.Н.Мосинцом формуле удельнойсдуваемости пыли в зависимости от скоростиветра V,критической скорости сдуваемости пылиVкр и ряда констант, характеризующих свойствапыли, была получена формула интенсивности пыления g, мг/с, угольногообъема с площадью основания So:

,(5)

или

.

В формуле учтено такжеэкспоненциальное затухание пыления отвремени, соответствующее нормаместественной убыли угля. Притранспортировании величину V в формуле (5) следуетвычислять по формуле

,(6)

где Vт– скоростьтранспортирования; Vв – скоростьветра.

Потери угольной пылипри перевозке угля от разреза Бородинскийдо г. Красноярска (расстояние 180 км) пожелезной дороге в полувагонах размером 12,068на 2,878 м и грузоподъемностью 69 т со среднейскоростью на перегонах 14 м/с, скоростьюветра 5,4 м/с и при правильной погрузкесоставляют согласно формулам (5), (6) около 276кг на полувагон, или 0,4 % от перевозимоймассы, и соответствуютнорме(до 0,6 %) угольных потерь для такихрасстояний. Это подтверждаетработоспособность приведенныхформул.

При транспортированииугля водным транспортом набаржеРВ-1800 с площадкой, имеющейSo = 1 050 м2, грузоподъемностью 1 800 т (около 1 000 т угля), соскоростью Vт = 6,9 м/с (около 25 км/ч)при скорости ветра Vв = 8 м/с и критическойскорости сдувания пыли Vкр = 3м/с (учитываявлажность) потери от пыления согласно темже формулам составляют:

за первые сутки – 936,8 кг ( 0,094 %),

за двое суток – 1 040 кг ( 0,104 %),

за трое суток – 1 051,2 кг ( 0,105 %),

за любое число суток– непревосходят 1 052,6 кг.

Котельным в чертегорода уголь доставляется с угольногосклада автомобилями, при движении которыхпотери угля от пыления невелики из-замалого времени в пути и сравнительноневысоких скоростей. Однако угольная пыльнаносит экологический вред.

Прямолинейный участоктрассы, который автомобиль проходит соскоростью Vт, можнорассматривать как линейный импульсныйисточник пыли мощностью g/Vт, мг/м.Пыль сносится ветром и рассеивается врезультате турбулентной диффузии.Рассеивание происходит в плоскости ХОУ, перпендикулярнойлинии источника, где ОХ–горизонтальная ось, а ОУ – вертикальнаяполуось. На основе формулы рассеиванияпыли от точечного источника, приведеннойВ.С. Никитиным, была получена формулаприменительно к рассматриваемомуслучаю:

,(7)

где, D – эффективныйкоэффициент турбулентнойдиффузии, а – высота груженогоавтомобиля; g–интенсивность пыления, вычисляется поформуле (5).

Формула (7) позволяетрассчитать рассеивание пыли заавтомобилем, где началу пылениясоответствует время t = 0. Пылевое облако сносится ветром,поэтому его центр движется со скоростьюветра. В любой момент времени наибольшаяконцентрация пыли достигается в центрепылевого облака и вычисляется поформуле

.(8)

В начальный моментвремени она равна своему максимальномузначению:

,(9)

которое уменьшается всоответствии с формулой (8).

Перевозящий угольавтомобиль (например, КамАЗ-5511)высо-той 3,5 м до верха угольной«шапки», шириной 2,310 м и длиной 4,525 м,двигающийся со скоростью 8 м/с (29 км/ч) прискорости ветра 6 м/с, оставляет за собой шлейфпыли с концентрацией 22,1 мг/м3 в середине шлейфа.Это превышает предельно допустимуюконцентрацию (ПДК) угольной пыли 4 мг/м3 в 5,5 раза.Концентрация пыли в центре шлейфа падаетниже предельно допустимых концентрацийчерез 73 с. Это подтверждает наличиеэкологического вреда от существующегоспособа перевозок.

Математическая модельрасчета угольных потерь при перевозкахжелезнодорожным, водным и автомобильнымтранспортом дает возможность оценитьпотери на этапах транспортирования,сходимость которых подтверждается нормамиестественной убыли, и определитьэкологический ущерб, наносимый такимипотерями.

Все рассмотренные видыпотерь угля и связанный с нимиэкологический ущерб устраняются илиуменьшаются при перевозках угля вконтейнерах. При этом способе достигаютсяпреимущества, которые позволяют:

Во-первых, контейнерныйспособ доставки даст возможностьперевозить на одном транспортном средствеи хранить на одном складе угли различныхмарок.

Во-вторых, требованияпожарной безопасности при перевозках угляв контейнерах сводятся к контролютемпературы нагрева контейнера припогрузке. Ввиду относительно небольшогопериода времени нахождения контейнера суглем на транспортном средстве, безпопадания влаги и вентиляции,маловероятно, что окислительные процессымогут привести к нагреванию контейнера.Нагретые контейнеры к погрузке недопускаются, после их охлажденияподверженный окислению уголь реализуетсяна местном рынке.

В-третьих, контейнеры суглем перегружаются с применениемгрузоподъемного оборудования сэлектроприводом. Это даст возможностьзначительно сократить время перегрузки,исключить из работы бульдозеры, избежатьпотерь угля и, как следствие, загрязненияокружающей среды.

Таким образом,проведенные теоретические иэкспериментальные исследования позволяютобосновать второеположение:

Установленныезакономерности изменения потерь угля приперевозках и их влияния на загрязнениеокружающей среды позволяютутверждать,что основным средством сохранениякачественных и количественныххарактеристик сортового угля и брикетов иэкологической безопасности являетсятарное перемещение их от моментапереработки до использования.

3. Обоснованиеконструкций специализированных

контейнеров иматематическое моделирование ихоборота

Известные конструкцииуниверсальных и специализированныхконтейнеров в силу разных причин непригодны для их использования в перевозкахсортового угля и брикетов. Поэтому дляперевозки углепродукции повышенногокачества в диссертации обоснованынеобходимые требования и разработаныновые конструкции специализированныхконтейнеров, систематизированных (табл. 2) сучетом особенностей различных групппотребителей.

Таблица 2

Варианты конструкцийспециализированных контейнеров

для перевозкиуглепродукции повышенного качества

Класс,

брутто

Назначение

Конструктивная особенность

Особенности разгрузки

Иллюстрация

Малотоннажные, до 3 т

Индивидуальные потребители, котельные малоймощности

Разгрузочный

люк

Порционная, с при-нудительным наклоном днища

Рис.10

Савтоматическим наклоном днища в сторонуразгрузки

Рис.11

Среднетоннажные,

от 3 до 10 т

Котельныемалой и средней мощности

Крышка издвух половин, закрывающаяся крюком

Единовременная,опрокидыванием

Рис.12

Крупнотоннажные, свыше 10 т

Котельныесредней мощности

Сдвижнаякрышка из двух половин

Тоже

Рис.13

Средне-

и крупнотоннажные

Дляперевозки угле-продукции, cклон-ной к смерзанию

Мягкийконтейнер в жестком каркасе

–«–

Рис.14

Для определениянеобходимого количестваспециализированных контейнеров вконкретном грузопотоке выполненоматематическое моделирование потехнико-экономическим критериям.

а

б

Рис.10. Контейнер для перевозки, хранения ипорционной разгрузки сортового угляили брикетов спринудительным наклоном днища в сторонуразгрузки (пат. РФ № 2153452): а– транспортное положение; б – положение днищапри разгрузке; 1 –крышка; 2– ось; 3, 4 – пластины днища(3 –горизонтальная,4 – вертикальная);5 – шарнир; 6 – передняя стенка;7 – дверца; 8 –шарнир; 9,10 – фиксаторыоткрытого и закрытого положения; 11 – ролики; 12 – задняя стенка; 13 – гайка; 14 – шарнир гайки; 15 – тяга; 16 –подшипник;17 –

квадратные илишлицевые грани; 18 –желоб; 19–опоры

а

б

в

Рис.11. Контейнер с автоматическим наклономднища в сторону разгрузки при уменьшении внем топлива (пат. РФ № 2178379): а – транспортноеположение; б– положениеднища при разгрузке с пружиной кручения;в – то же с плоскойленточной пружиной; 1 –крышка; 2– ось крышки;3, 4 – пластины днища (3 –горизонтальная, 4 –вертикальная); 5 –шарнир пластин; 6 –шарнир днища; 7 –передняя стенка; 8 – дверца; 9 –шарнир дверцы; 10, 11– фиксаторы открытого изакрытогоположениядверцы; 12– ролики;13 – зад-

няя стенка; 14– пружина; 15 – пружина кручения;16 – ленточная пружина


Рис. 12. Среднетоннажныйконтейнер смассой брутто 5–10 т для перевозкиуглепродукции (пат. РФ № 2243140): 1 – боковая стенка;2 – крышка; 3 – шарнир; 4 – пружина; 5 – пластина; 6 –палец; 7 –рычаг;8 – ось рычага; 9 – крюк; 10 –

фиксатор

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»