http://22sobaki.livejournal.com/ ([identity profile] 22sobaki.livejournal.com) wrote in [community profile] engineering_ru2014-06-08 01:01 am

Железнодорожная хреновина

пишет [livejournal.com profile] nabbla1:

С детства, когда ездил на электричке из Москвы в Загорск и назад, замечал на крупных станциях интересное сооружение:
(щелкните для увеличения)
DSC_0526.JPG

И всегда мне было интересно, что оно делает, зачем там столько труб и бочонков? После изучения термодинамики на общей физике я догадался, что это за зверь, а сейчас, после проектов I like trains и "Метровые книги" знаю точно.




Большие бочки - это резервуары для сжатого воздуха, который используется для прочистки стрелок (преимущественно от снега), а маленькие с трубами между ними - холодильник/осушитель.

Дело в том, что поршневой компрессор сжимает воздух практически по адиабате, без притока или оттока тепла, при этом воздух довольно сильно нагревается (до 150 градусов Цельсия). Позже, когда он остынет, давление упадет, но что еще хуже, именно тогда может выпасть конденсат, ведь чем выше давление, тем меньше влаги может содержать воздух при той же температуре! Конденсат, выпадающий повсюду в трубах - это нехорошо, особенно зимой, он может замерзнуть и хана настанет. Вот и решили не дожидаться этого и охладить воздух заранее, пущай он в контролируемых условиях отдаст львиную долю влаги, мы ее соберем в специально предназначенный бак и будем его время от времени опорожнять. То, что воздух сразу примет конечное давление - тоже хорошо, не будет компрессор включаться-выключаться почем зря.

За одни сутки активной работы систем для очистки стрелок в осушителе может выпасть до 240 литров конденсата, они собираются в колодце из железобетонных колец, расположенным под этой штуковиной.

Целиком это проблему не решает, ведь может похолодать, и тогда в трубах все равно выпадет конденсат, против этого меры тоже приняты: трубы идут под небольшим уклоном и в самой низкой точке также ставятся небольшие резервуары с краником для стравливания воды.

Очень подробно здесь (текст) и здесь (чертежи).

Кстати, по этой же причине в некоторых шиномонтажах и автосервисах предлагают накачать колеса не воздухом, а азотом: в нем влаги не содержится совсем. Впрочем, при давлении в колесах 2 атм проблема не столь велика, как здесь, когда давление может достигать 8 атм.

Та же атмосферная влага - одно из главных препятствий при создании ракетных двигателей с возможностью использования кислорода из воздуха в качестве окислителя. В компании Reaction Engines Limited клятвенно уверяют, что придумали, как с ним бороться в своих двигателях SABRE для проекта SKYLON, не прибегая к такому здоровенному холодильнику/осушителю на борту ракеты, будем надеяться, что это правда.


[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-07 09:18 pm (UTC)(link)
Силикагель чтоль сыпят?

[identity profile] rutinin.livejournal.com 2014-06-07 09:29 pm (UTC)(link)
В ж/д мало понимаю, но разгадка понравилась:)

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-07 09:47 pm (UTC)(link)
Стрелки РЖД пытается очищать от снега ещё вот так

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-07 10:09 pm (UTC)(link)
Но есть один нюанс...
Нарастает шапка льда при сильных морозах между рельсами.

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-07 11:24 pm (UTC)(link)
Насколько я понимаю, у теплового насоса коэфф. преобразования больше чем у прямого электронагрева. Т.е. затраты на энергопотребление ниже, но встроенная метеостанция, а она ни разу не дешевая, сводит на нет все потуги. Но и конструкция теплообменника не обеспечивает полного удаления снежной массы с рельса в морозы. В общем проблематика и актуальность на лицо и можно защитить не одну диссертацию.

[identity profile] samsoncheg.livejournal.com 2014-06-08 03:53 am (UTC)(link)
Зато сколько можно заработать на этом ...

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-08 09:47 am (UTC)(link)
КОП=10 - это не реально. Насколько я знаю в отделе инновационной техники РЖД большие проблемы с квалифицированным персоналом. Задачи поставлены высокие, а исполнение никакое, при этом нет вообще никакой экспертизы тех. решений.

[identity profile] nabbla1.livejournal.com 2014-06-09 07:36 pm (UTC)(link)
Дикторша сказала 200 кВт "в час", а имелось в виду очевидно 200кВт*ч, энергия, затраченная на обогрев, скажем, за зиму. Вообще эти нагревательные элементы около 1.5 кВт потребляют, если не ошибаюсь, так что оценка похожая. По-видимому, они в первую очередь на метеостанцию и уповают - включать только когда начинает идти снег, и не на полную катушку (в классической системе просто эти нагреватели вкл-выкл), а чтобы на рельсе была небольшая плюсовая температура. А как снегопад прекращается - снова вырубить, зачем греть почем зря.

Но понятно, что такая система куда капризнее, может и не очистить до конца, отчего стрелка залипнет.

[identity profile] muzzy0.livejournal.com 2014-06-08 06:21 am (UTC)(link)
Коэффициент преобразования чего? ;)
Электронагреватель выполняет прямое преобразование электрической энергии в тепловую, а тепловой насос - отбирает тепло от одного тела и отдаёт другому. В случае обычного бытового кондиционера 1 кВт*ч электрической энергии позволяют перекачать, грубо, около 4 кВт*ч тепловой энергии.

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-08 09:55 am (UTC)(link)
Коэфф. преобразования энергии. Ибо оба потребляют электрическую.

[identity profile] muzzy0.livejournal.com 2014-06-08 11:23 am (UTC)(link)
Энергию в данном случае преобразует только электронагреватель. Тепловой насос перекачивает совершенно другую энергию и ничего не преобразует. Так можно и про обычный насос сказать, что он преобразует электричество в поток жидкости :)

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-08 11:38 am (UTC)(link)
Преобразует - низкопотенциальную энергию в относительно высокопотенциальную.

[identity profile] vkorehovisback.livejournal.com 2014-06-07 10:56 pm (UTC)(link)
лазерами? как сосули?

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-06-08 05:36 am (UTC)(link)
В Петербуржском климате тепловой баланс выйдет отрицательный, через две-три зимы на этом небольшом заглублении появится вечная мерзлота.

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-06-08 07:28 am (UTC)(link)
Читал. Лет десять назад был всплеск интереса к такой технологии отопления дома. Вот если бы они опустили теплообменник в канализационный коллектор...

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-08 09:52 am (UTC)(link)
Вообще-то всё считается и мерзлота и радиус температурного влияния на грунт и прогнозируемая температура грунта через 5 лет. Но считать такое могут единицы. Остальные лепят наобум по методичкам производителей тепловых насосов без привязки к характеристикам грунта и климатики в целом.

[identity profile] vspvsp.livejournal.com 2014-06-08 07:19 am (UTC)(link)
Все эти "подземные тепловые насосы" - развод дураков на деньги. В большей части нашего климата.

[identity profile] evharisto.livejournal.com 2014-06-08 09:52 am (UTC)(link)
Нет

[identity profile] kincajou.livejournal.com 2014-06-07 10:55 pm (UTC)(link)
а вот зачем на путях иногда попадаются стрелки. которые вроде как никуда не ведут? то есть там путь не раздваивается, а как была одна колея, так и есть. Но посередине - стрелка. В рабочем состоянии, регулярно обслуживается. У меня только один вариант - чтобы загоревшийся поезд без управления пускать "под откос", а не дальше по дороге

[identity profile] antontsau.livejournal.com 2014-06-07 11:22 pm (UTC)(link)
Сбрасывающие. Чтоб укатившийся вагон и тп свалился в канаву без особых потерь, а не вылетел на главный путь и покатился неведомо куда на неизвестно какой скорости непонятно кому в лоб. Обычно ставятся на примыканиях всяких подьездных путей, иногда на примыканиях соединительных веток и тп. Иногда бывают не полноценные стрелки а так, "сбрасывающий остряк", это половина стрелки, вполне достаточно для надежного скидывания на шпалы.

А то получится как в Канаде, где целый поезд нефти укатился и на очередном повороте, прямо посреди какой-то деревни, на полном ходу улетел в откос, с пожаром и горой трупов местных жителей.

[identity profile] antontsau.livejournal.com 2014-06-07 11:27 pm (UTC)(link)
ффффууууу. Это совершенно обычная, стандартная, везде применяемая, схема компрессорной установки - компрессор, радиатор, резервуар с сливом конденсата.

Вся эта система может быть маленькая, как на бытовом компрессоре в киломатт мощности, может быть с такими баками, радиаторами и тп со здание размером на каком-нибудь тяжелом производстве. Хорошие тяжелые компрессоры еще имеют радиаторы между ступенями, это не только удаляет конденсат, но и облегчает сжатие в следующей ступени, компрессоры высокого давления (баллоны забивать) такие радиаторы имеют обязательно. В правильных системах так еще холодильники ставят, "осушительные агрегаты", они этот воздух охлаждают до низких температур (+3+5), все сконденсировавшееся сливают а воздух нагревают обратно (теплообменником от входного) чтоб энергию зря не расходовать. А совсем ответственные системы (воздух для покраски и тп), где вода никак недопустима, еще и через фильтры-поглотители пропускают, всякие силикагели и пр.


[identity profile] kybaman.livejournal.com 2014-06-08 03:36 am (UTC)(link)
ок

[identity profile] den26.livejournal.com 2014-06-08 03:55 am (UTC)(link)
Причем азот до влаги. Можно закачать и азотом с влагой и можно и воздухом без влаги!

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-06-08 05:24 am (UTC)(link)
Азот применяют из баллонов, отходы от добычи кислорода. Он уже осушен. Технология такая.

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-06-08 05:29 am (UTC)(link)
Воздух применяется не только для обдува стрелок, но и для других устройств - например, для работы вагонных замедлителей (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%B4%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C) на сортировочных станциях, опробования тормозов (http://rustrain.narod.ru/biblio/tormoza/092.htm) без локомотива при формировании поезда.

[identity profile] ermiak.livejournal.com 2014-06-09 08:20 am (UTC)(link)
Пневмопочту забыли:)

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-06-09 08:22 am (UTC)(link)
Точно! Забыл :-(

[identity profile] muzzy0.livejournal.com 2014-06-08 07:32 am (UTC)(link)
Бочонки - это, собственно, коллекторы :) А большие - ресиверы.

[identity profile] sd7962.livejournal.com 2014-06-08 04:52 pm (UTC)(link)
Компрессорная станция для очистка стрелок сжатым воздухом :)