Что значит неустановившееся движение поезда

Обеспечение допускаемой величины и скорости изменения продольных усилий в поезде. Обеспечение условия непревышения фактического сопротивления движению расчетной величины. Размещение раздельных пунктов на скоростных дорогах I и II категории

Страницы работы

Содержание работы

1.1 Обеспечение допускаемой величины и скорости изменения продольных усилий в поезде.

При прохождении поезда по переломам профиля в сцепных приборах возникают дополнительные продольные усилия, которые при большой разности сопрягаемых уклонов могут вызвать разрыв автосцепки. Чтобы этого не произошло, необходимо соблюдать определённую разность уклонов ∆ì и длину элементов переходной крутизны l.

Исследованиями норм проектирования занимались украинские учёные Блохин и Лазарян. Они рассматривали поезд, как систему материальных тел, соединённых упругими связями.

При моделировании движения поезда различают:

· Установившееся движение поезда

При установившемся режиме движения поезда сцепные приборы длительное время находятся либо в сжатом, либо в растянутом состоянии. В свою очередь это имеет место при движении поезда по спокойному профилю с небольшой разностью ∆ì, в безвредных ямах на безвредных спусках, уступах и горбах.

Неустановившееся движение имеет место при частом переключении режимов движения поезда во вредных ямах на вредных уступах, спусках и горбах, расположенных вблизи концов тормозных спусков.

Разрыва сцепных приборов не произойдет:

если ускорение движения поезда не превышает величину: (0,1-0,15)۰g, а это возможно, если поезд движется по вертикальной кривой большого радиуса 10000-70000 м.Так как эти кривые не возможно практически содержать, то принимается огибающий эту кривую многоугольник.

задаваясь длиной l и имея значение Rв получится значение ∆ì.

При неустановившемся движении поезда используются рекомендуемые нормы ∆ì и l.

При установившемся движении поезда используются дополнительные нормы ∆ì и l

Дорога проектируется 4 категории с полезной длиной приемоотправочных путей ,

.

По СТМ определяем .

ВРЕДНАЯ ЯМА БЕЗВРЕДНАЯ ЯМА ГОРБ ВРЕДНЫЙ УСТУП

БЕЗВРЕДНЫЙ УСТУП

1.2 Предохранение проектируемой линии от затопления и размыва.

Воду примыкающую к земляному полотну необходимо либо пропустить через земляное полотно, либо отвести вдоль земляного полотна.

Отвод воды вдоль насыпей осуществляется по водоотводным канавам вдоль выемок по кюветам.

Бровка земляного полотна должна возвышаться над уровнем высокой воды не менее чем на 0,5м.

Высота насыпи: ,где -уровень высокой воды.

-Для отвода воды с основной площадки земляной площадки земляного полотна устраивается сливная призма:

-Для обеспечения стока воды в выемке устраиваются обратные уклоны: ≥2‰

3.3 Проектирование продольного профиля на подходах и раздельных пунктах

При расположении раздельных пунктов на горбе, кот. образован затяжными подъёмами перед входным сигналом, необходимо устраивать элементы с более пологим уклоном, обеспечив трогание поезда, длина элемента д.б. не менее длины поезда.

При расположении в яме, образованной затяжными спусками на электрифицированных линиях необходимо устраивать разгонные элементы, длина и крутизна которых определяется специальными расчётами. Необходимость их устройства обусловлена тем, что у электровозов расчётная υ в 2 раза выше, чем у тепловозов. И поэтому поезд после остановки может не успеть набрать υ и вступит на уклон с υ ниже расчётной: снижение пропускной способности => увеличение времени хода по перегону.

2.1 Обеспечение условия непревышения фактического сопротивления движению расчетной величины

Для обеспечения бесперебойной работы поездов необходимо чтобы сопротивление движению поезда было одинаковым при движении по прямым и кривым участкам пути. Расчетная масса состава поезда определяется из условия равномерного движения поезда по расчётному уклону с расчётной скоростью

В кривых малых радиусов уменьшается коэффициент сцепления колёс с рельсами

Для компенсации уменьшения силы тяги руководящий уклон в кривой необходимо уменьшить на , которое приводится в ПТР. Кроме того, на подходе к кривой, на длине равной длине поезда необходимо руководящий уклон уменьшить также на величину со стороны подъёма для того, чтобы локомотив и состав испытывали одно и тоже сопротивление.

В тоннелях из-за повышенной влажности и плохой вентиляции уменьшается коэффициент сцепления колёс с рельсами, что приводит к уменьшению силы тяги.

Источник

Установившееся и неустановившееся движение

Характеристики движения сред

Поток жидкости.Под потоком жидкости подразумевают движение массы жидкости, ограниченной поверхностями раздела фаз.

Можно указать следующие примеры потоков:

— поток в реке, который ограничен неподвижным ложем реки и свободной поверхностью жидкости, соприкасающейся с воздухом;

— поток в трубе, полностью заполненной жидкостью, ограничен твердыми стенками трубы;

— струя, вытекающая из отверстия в стенке сосуда, представляет собой пример потока, ограниченного лишь свободной поверхностью жидкости, соприкасающейся с газом,

Установившимся (стационарным) движением является такое, когда скорости частиц потока, а также все другие, влияющие на его движение величины (плотность, температура, давление и др.) не изменяются во времени в каждой фиксированной точке пространства. При таком движении любая из указанных величин, например, скорость w_х в некотором направлении x может иметь различное значение в разных точках w_х = f(x,y,z), но в любой точке скорость не изменяется со временем, т.е. ¶w_х / ¶t = 0.

При неустановившемся (нестационарном) потоке, величины, характеризующие движение, изменяются во времени. Так скорость среды в направлении x в любой точке является не только функцией пространственных координат x,y,z данной точки, но также времени t, т.е. w_х = f(x,y,z,t), при этом ¶w_х/¶t не равно нулю.

При неравномерном движении, площадь поперечного сечения и средняя скорость меняются по длине потока.

Напорное и безнапорное движения. Напорным движением называется такое движение, когда поток ограничен твердыми поверхностями и не имеет свободной поверхности, т.е. поперечное сечение канала полностью заполнено жидкостью. Напорное движение происходит вследствие наличия разности давлений по длине потока, создаваемой, например, насосом, водонапорной башней и т.д.

Безнапорным движением называется такое, когда поток не со всех сторон ограничен твердыми стенками, а имеет свободную поверхность. В этом случае движение, в частности, может быть вызвано уклоном канала, по которому движется жидкость и происходит при неизменном по длине канала давлении.

Линия тока. Линия тока представляет собой линию, в каждой точке которой в данный момент времени вектор скорости жидкости касателен к этой линии (рис.12).

При установившемся движении жидкости линии тока и траектория движения частиц жидкости, на них расположенных, совпадают. При неустановившемся движении линии тока и траектории различны между собой, т.к. каждая частица находится на данной линии тока лишь одно мгновение, да и сама линия тока в общем случае существует одно мгновение.

Средняя скорость, поперечное и живое сечение потока.Поле конвективной скорости потока может иметь сложный характер. Даже в простейшем случае ламинарного стабилизированного течения среды в прямой цилиндрической трубе, когда все слои движутся параллельно в одном направлении, скорости в различных точках потока имеют различные значения. Выбрав произвольное плоское сечение можно найти среднюю по площади данного сечения скорость

(23)

Если вектор средней скорости окажется перпендикулярен выбранному плоскому сечению, то такое сечение называют поперечным сечением потока. Понятно, что для случая течения в прямой трубе поперечное сечение будет перпендикулярно оси трубы. В более сложных случаях, например, изогнутой трубы определение площади поперечного сечения и средней скорости представляет значительно большую сложность.

Живым сечением потока называют поверхность, нормаль к которой в каждой точке совпадает с направлением локальной конвективной скорости. В простейшем случае однонаправленного движения живое сечение идентично с плоским поперечным сечением. В общем случае живое сечение может представлять собой поверхность сложной формы.

Массовый и объемный расходы потока. Уравнение постоянства расхода. Масса жидкости, протекающая через поперечное сечение потока S в единицу времени, называется массовым расходом. Объем жидкости, протекающий через поперечное сечение потока S в единицу времени, называется объемным расходом.

(24) (25)

Из уравнения неразрывности для установившегося движения или закона сохранения массы в интегральной форме следует уравнение постоянства расхода

(26)

Рис.13. Трубопровод переменного сечения.

Для трех различных сечений трубопровода на рис. 13 (1,2,3) имеем

Или

Отсюда следует, что для установившегося движения при увеличение площади поперечного сечения потока его средняя скорость уменьшается и наоборот.

Геометрические элементы потока. Основными элементами потока являются площадь поперечного сечения потока S, смоченный периметр П_с, гидравлический радиус r_г эквивалентный диаметр d_э.

Смоченным периметром П_сназывается длина контура поперечного сечения, по которому жидкость соприкасается со стенкой. Гидравлический радиус r_г представляет собой отношение площади поперечного сечения потока к смоченному периметру: (27)

Эквивалентный диаметр связан с r_г и равен: (28)

Идеальная жидкость, виды напора.Идеальной жидкостью называется несжимаемая среда, движущаяся без трения. Для установившегося прямолинейного потока идеальной жидкости в любом поперечном сечении поле скорости будет однородным, т.е. локальные скорости будут совпадать со средней. В этом случае для всего потока выполняется уравнение, являющееся законом сохранения механической энергии. Поделив члены уравнения Бернулли на ускорение свободного падения g, его можно представить в виде

(29)

Величину H называют полным или гидродинамическим напором. Из (29) следует, что гидродинамический напор для любых поперечных сечений потока, например, 1 и 2 должен оставаться неизменным

(30)

Уравнение Бернулли можно переписать в ином виде, умножив члены уравнения на плотность r (31)

Каждый член этого уравнения имеет размерность давления и характеризует энергию единичного объема среды.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Установившееся и неустановившееся движение.

Установившимся называют такое движение жидкости, при ко­тором скорость потока и давление в любой его точке не изменяются с течением времени и зависят только от ее положения в потоке, т. е. являются функциями ее координат. Примерами установившегося движения могут служить истечение жидкости из отверстия резервуара при постоянном напоре, а также поток воды в канале при не­изменном его сечении и постоянной глубине.

Неустановившимся называют такое движение жидкости, при ко­тором скорость движения и давление в каждой данной точке изме­няются с течением времени, т. е. являются функциями не только координат, но и времени. Примером неустановившегося движения служит истечении жидкости из отверстия резервуара при перемен­ном напоре. В этом случае в каждой точке сечения струи, выте­кающей из отверстия, скорость движения и давление изменяются во времени.

Линия тока. В точках 1, 2, 3 и т. д. потока, взятых на расстоя­нии ΔS друг от друга, проведем векторы u₁, u₂, u₃, показывающие значение и направление скоростей движения частиц жидкости в данный момент времени (рис. 1.18). Получим ломаную линию 1—2— 3и т. д. Если уменьшить длину от­резков ΔS, то в пределе ломаная линия станет кривой.

Рис. 1.18. Схематическое изображение линии тока в потоке

Эта кривая, называемая линией тока, характеризуется тем, что в данный момент времени во всех ее точках векторы скоростей бу­дут касательными к ней.

Элементарная струнка. Если в движущейся жидкости выделить бесконечно малый замкнутый контур и через все его точки провести линии тока, соответствующие данному моменту времени, получится как бы трубчатая непроницаемая поверхность, называемая трубкой тока.

Масса жидкости, движущейся внутри трубки тока, образует элементарную струйку.

Поток. Совокупность элементарных струек, представляющая собой непрерывную массу частиц, движущихся но какому-либо направлению, образует поток жидкости. Поток может быть пол­ностью или частично ограничен твердыми стенками, например в трубопроводе или канале, и может быть свободным, например струя, выходящая из сопла гидромонитора.

Рис. 1.19. Условия плавно из­меняющегося движения

Равномерным называют такое уста­новившееся движение жидкости, при котором живые сечения и средняя скорость потока не меняются по его длине. Примером равномерного дви­жения служит движение жидкости в цилиндрической трубе или в кана­ле неизменного сечения и постоянной глубины.

Неравномерным называют такое установившееся движение жид­кости, при котором живые сечения и средние скорости потока из­меняются по его длине. Примером неравномерного движения служит движение жидкости в конической трубе, в естественном русле, на перепаде.

При равномерном движении липни тока представляют собой систему прямых параллельных линий. Такое движение называется также параллельно–струйным. При движении жидкости в естествен­ных руслах живое сечение обычно непрерывно изменяется вдоль по­тока как по форме, так и по площади, и движение жидкости являет­ся установившимся неравномерным. Для облегчения изучения та­кого движения в гидравлике введено понятие плавно изменяюще­гося движения, которое характеризуется следующими свойствами (рис. 1.19):

Последнее свойство просто обосновывается. Если внутри плавно изменяющегося потока выделить частицу жидкости и спроекти­ровать все действующие на нее силы па плоскость живого сечения, то вследствие того, что скорости и ускорения почти перпендикуляр­ны живому сечению, силы инерции в уравнение равновесия не войдут; в связи с этим уравнение равновесия и закон распределения давления в плоскости живого сечения не будут отличаться от закона распределения давления в жидкости, находящейся в покое.

Напорным называется поток, у которого но всему периметру живого сечения жидкость соприкасается с твердыми стенками. Примером напорного потока может служить движение воды в водо­проводных трубах.

Безнапорным называется поток со свободной поверхностью. Примером безнапорного потока служит движение воды в реках, каналах и канализационных трубах.

1. В механике сплошной среды применяются два метода исследования – метод Л. Эйлера и метод Лагранжа.

В методе Л.Эйлера рассчитываются параметры сплошной среды в одних и тех же неподвижных точках пространства. Этот метод чаще всего используется в гидромеханике. Здесь данные расчета легко сравнивать с результатами экспериментов, т.к. все датчики (давления, температуры, скорости и т.п.) устанавливаются в неподвижных точках (труб, воздуховодов и т.п.).

В методе Лагранжа рассчитываются параметры (скорость, давление, температура) в одних и тех же подвижных точках среды. Метод Лагранжа более сложный. Он используется в научных исследованиях и в теории упругости. Здесь рассчитываются траектории частиц, т.к. здесь важно рассчитать перемещение точек тела. Здесь датчики параметров перемещаются вместе с точками твердого тела.

Источник

Понятие об установившемся и неустановившемся, равномерном и неравномерном движении. Уравнение неразрывности.

Все случаи течения жидкости можно разделить на виды, представленные на рисунке 2.36.

Рис. 2.36. Виды движения жидкости

Установившееся движение жидкости – движение жидкости, при котором все параметры жидкости (давление, температура, скорость и др.) не изменяются по времени.

.

(2.37)

Для неустановившегося движения:

.

(2.38)

Равномерное движение – установившееся движение, при котором скорость по всей длине потока не изменяется:

.

(2.39)

Напорное движение устанавливается в закрытых гидравлических системах, в которых жидкость течет в, основном, под действием силы давления, безнапорное движение наблюдается в открытых системах, в которых движение жидкости происходит под действием силы тяжести.

Основным условием, которое должно соблюдаться при течении жидкости, является непрерывность изменения параметров потока в зависимости от координат и времени, т.е. при течении жидкости должны быть соблюдены условия при, которых жидкость должна двигаться в канале как сплошная среда, без разрывов.

Выделим внутри пространства с движущейся капельной жидкостью неподвижный контур в форме элементарного параллелепипеда с ребрами dx, dy, dz (см. рис. 2.35). Обозначим скорость жидкости, которая втекает в левую грань параллелепипеда, через . Скорость жидкости, вытекающей из правой грани, вследствие неразрывности поля скоростей равна

Рис. 2.35. Движение жидкости через контур

.

Поскольку рассматриваемый элементарный объем неподвижен, изменение скорости не зависит от времени. В направлении оси х через левую грань втечет за 1 с жидкость массой , а вытекает через правую грань

.

Значит, за 1 с из параллелепипеда вытекает в направление оси х жидкости больше, чем втекает, на

Аналогичные выражения получаются и для направлений x, y, z. Закон сохранения массы требует, чтобы сумма трех полученных приращений была равна нулю:

.

(2.33)

Это уравнение называют уравнением неразрывности, т.к. оно предполагает, что жидкость является сплошной средой.

Рассмотрим уравнение неразрывности для случая течения струйки при установившемся движении. Масса жидкости течет в трубке тока (см. рис. 2.34). Пусть левое входное сечение трубки тока имеет площадь и в этом сечении скорость жидкости , а ее плотность . Площадь сечения на выходе из трубки тока , скорость течения жидкости , и ее плотность . Скорости струйки направлены по касательной к стенкам трубки тока, поэтому через стенки обмен массой с окружающей жидкостью отсутствует. Через левое сечение втекает в единицу времени масса жидкости . Через правое сечение вытекает в единицу времени масса жидкости . В трубке тока масса жидкости, находящаяся между левым и правым сечениями, остается постоянной, следовательно, условие сплошности потока в трубке тока будет:

const.

(2.34)

Если плотность жидкости по длине трубки тока не изменяется, т.е. = , то можно записать для левого и правого сечений:

= const или const.

(2.35)

Полученное уравнение является уравнением неразрывности для трубки тока.

Для потока реальной жидкости уравнение неразрывности записывается в следующем виде:

,

(2.36)

где и – площади сечения потока в сечениях на входе и на выходе; и – средние скорости потока в этих сечениях.

Можно сделать два важных вывода:

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 20 ; Нарушение авторских прав

Источник