Грузоведение: Учебное пособие (для студентов, специализирующихся в области организации перевозок и управления на транспорте (железнодорожном)), страница 22

4. Прочность смерзшего груза определяет выбор типа рыхлителя и используется для определения продолжительности восстановления сыпучести. Для указанных целей используется понятия средняя прочность смерзшего груза в вагоне, σ_СР,которая составляет:

, где σ_ПОВ, σ_ДН, σ_Т – соответственно прочность поверхностного слоя груза, прочность слоя на дне полувагона и прочность талого груза, МПа;

σ_Т - принимается по заданию (табл. 3.1).

В свою очередь σ_ПОВ, σ_ДН зависят от температуры указанных смерзшихся слоев груза, а так же от суммарной влажности, которая в результате миграции влаги вниз возрастает с увеличением глубины залегания расчетного смерзшегося слоя, поэтому σ_ПОВ< σ_ДН.

Прочность поверхностного слоя груза и слоя груза на дне полувагона находится из выражения:

, где γ_ПОВ(ДН) – коэффициент изменения суммарной влажности принимается по графику (рис. 3.2) и составляет: γ_ПОВ = γ_MIN ; γ_ДН=γ_MAX в соответствии с родом груза.

3.2.4. Исследовать зависимость температуры и прочности смерзшихся слоев груза от глубины их залегания внутри вагона.В процессе смерзания насыпных грузов при перевозке их в холодное время года взаимодействуют три разнородных материальных объекта: насыпной груз, железнодорожный вагон, окружающая среда. Теплообмен между ними происходит в условиях, непрерывно меняющихся от воздействия солнечной радиации, вибрации движущегося вагона и других факторов.

Поверхностный слой груза, стенки вагона, а также егодно наиболее быстро изменяют свою температуру под воздействием внешних разноплановых факторов. Поэтому температура этих поверхностей наиболее близка к температуре воздуха. Внутри промерзшего слоя груза температура менее подвержена влиянию внешних факторов и распределяется, как показали исследования [10], по линейному закону в зависимости от глубины и составляет для каждого слоя i величину

.

Прочность на сжатие смерзшегося груза зависит, как указано выше, от объемной массы, температуры слоя и суммарной влажности, которая, в свою очередь, состоит из свободной, пограничной и связанной влаги. Свободная влага и часть пограничной мигрирует в зависимости от глубины Н_i≤Н_гр,достигая своего максимального значения при Н_i=Н_гр.

Прочность на сжатие слоя i определяется по формуле:

, где γ_i – коэффициент изменения влажности слоя i в зависимости от отношения Н_i / Н_гр принимается по графику на рис. 3.2.

В данной работе предлагается студентам исследовать зависимость t_i=f(h_i) и σ_i=f(H_i). Все исходные данные принимаются по номеру заданного варианта, а основные показатели смерзшегося груза рассчитаны выше (см. пункт 3.2.3).