Совершенствование систем разогрева вязких и загустевающих грузов в железнодорожных цистернах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Комиссаров, Сергей Борисович

• Комиссаров, Сергей Борисович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Комиссаров, Сергей Борисович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕВОЗКИ И РАЗОГРЕВА ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

1.1 СПЕЦИФИКА ПЕРЕВОЗКИ ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

1.2 ОБЗОР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ

1.3 ОСОБЕННОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАЗОГРЕВА ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ

1.4 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА РАЗОГРЕВА

1.5 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ РАЗОГРЕВЕ И СЛИВЕ ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

2.1 ТЕПЛООБМЕН ПРИ РАЗОГРЕВЕ ГРУЗА В ВАГОНЕ-ЦИСТЕРНЕ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

2.2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

2.3 МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

2.4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕШЕНИЯ. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА

2.5 ВЫВОДЫ

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗОГРЕВА ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

3.1 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ, ПЕРЕВОЗИМЫХ В ВАГОНАХ ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

3.2 ТЕПЛООБМЕН ПРИ РАЗОГРЕВЕ ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ

3.3 ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ

3.4 ВЫВОДЫ

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗОГРЕВА ГРУЗА В ВАГОНЕ-ЦИСТЕРНЕ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ

4.1 НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВАГОНА-ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ РАСПЛАВЛЕННОЙ СЕРЫ

4.1.1 ОБЪЕКТ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1.2 СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1.3 ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.1.4 РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

4.2 ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

4.2.1 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

4.2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

4.2.3 ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.2.4 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА. ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.3 ВЫВОДЫ

5. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕШЕНИЙ

5.1 СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.2 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕШЕНИЙ

5.3 ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование систем разогрева вязких и загустевающих грузов в железнодорожных цистернах»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В настоящее время существует устойчивый спрос на перевозку загустевающих грузов - жидкой серы и пека -железнодорожным транспортом. Жидкая сера используется при производстве удобрений, красителей, светящихся составов, в резиновой, целлюлозно-бумажной, нефтедобывающей, нефтехимической промышленности, сельском хозяйстве медицине; пек - на алюминиевых предприятиях, при производстве электродов, пластмасс, ленточной массы для доменных печей и строительных материалов.

Анализ потребления указанных вязких грузов указал на устойчивый объем их перевозок. Транспортировка жидкой серы и пека усложняется тем, что при приобретении температуры, близкой к температуре воздуха, грузы загустевают, и их выгрузка без предварительного нагрева невозможна.

Температура размягчения пека в зависимости от сорта колеблется в пределах 70-90 °С, серы - около 110 °С. Дальность перевозки наряду со сложными природными условиями России приводят к полному застыванию продукта, а высокая продолжительность разогрева, в свою очередь, увеличивает время простоя вагонов-цистерн.

Конструкцией подвижного состава для перевозки этих грузов предусмотрен разогрев электрическими подогревателями. Это обстоятельство служит причиной для возникновения перегрева нижней части котла цистерны, что приводит к преждевременному выходу подвижного состава из строя. Вышесказанное указывает на несовершенство существующих вагонов-цистерн.

Постоянный спрос на грузы, широкая география перевозок, наличие большого количества производителей и потребителей приводит к необходимости научных исследований, направленных на совершенствование существующей системы разогрева, предложения новых технических решений для ускорения выгрузки продукта, сохранения работоспособности подвижного состава.

Степень разработанности темы исследования. В области развития подвижного состава для перевозки вязких и загустевающих грузов и их разогрева известны работы А.А. Битюцкого, В.И. Моисеева, Ю.П. Бороненко, М.Б. Кельриха, В.М. Бубнова, А.В. Третьякова, И.Г. Морчиладзе [5, 6, 9, 43, 61, 62, 63, 64, 95, 100] и др.

Совершенствованием конструкции вагонов-цистерн занимаются АО «НПК «Уралвагонзавод», ООО «ВНИЦТТ», ПАО «Азовмаш», ОАО «НИИ вагоностроения», АО «НВЦ «Вагоны», МИИТ, ПГУПС, ВНИИЖТ.

Анализ системы электроразогрева вязких и загустевающих грузов в существующих вагонах-цистернах указал на несовершенство конструкции данного вида подвижного состава и недостаточную степень разработанности темы исследования.

Цель работы заключается в научном обосновании необходимости совершенствования систем электроразогрева вязких и загустевающих грузов, предложении технических устройств для уменьшения продолжительности разогрева, снижения температурного напряжения на нижнюю часть котла специализированных вагонов-цистерн.

Для достижения поставленной цели работы решены следующие задачи:

1. Проанализирована проблема перевозки вязких и загустевающих грузов в подвижном составе с электроподогревателями;

2. Выявлены особенности транспортировки разогрева и слива жидкой серы и жидкого пека на основании обзора используемого подвижного состава;

3. Разработана методика расчета процессов теплообмена при разогреве загустевающего груза электроподогревателями с определением значения температур в характерных областях котла вагона-цистерны;

4. Выполнено теоретическое исследование температурного поля с обоснованием необходимости интенсификации конвективного теплообмена на боковой части котла вагона-цистерны;

5. Проведена проверка теоретического исследования натурными и лабораторными экспериментальными исследованиями.

6. Предложено использование воздушных вентиляторов для совершенствования способов разогрева для ускорения выгрузки вязких и загустевающих грузов из железнодорожных цистерн с электроподогревом;

7. Сделана оценка предположительного экономического эффекта от внедрения предлагаемых технических устройств на перспективном подвижном составе.

Научная новизна работы:

1. Предложена методика расчета процесса теплообмена при разогреве вязких и загустевающих грузов в специализированных вагонах-цистернах с электрическими нагревателями;

2. Получены температурные поля разогреваемого груза, указывающие на способность интенсификации конвективного теплообмена положительно влиять на ускорение выгрузки продукта.

Теоретическая значимость работы:

1. С помощью предложенной методики разработана программа, позволяющая получать температурные поля груза в вагоне-цистерне с электрическими нагревателями при изменении входных параметров: мощности нагревателей, интенсивности движения воздуха вокруг котла вагона-цистерны, начальной температуры и физических свойств груза;

2. Разработанная методика расчета процесса теплообмена при разогреве вязких и загустевающих грузов в специализированных вагонах-цистернах с электрическими подогревателями позволит оценить целесообразность перевозки других грузов в данном подвижном составе.

Практическая значимость работы:

1. Предложенное использование воздушных вентиляторов при разогреве ускорит выгрузки продукта, снизит температурное напряжение на нижнюю часть котла, и, как следствие, увеличит срок службы вагона-цистерны;

2. Внедрение предложенных технических решений позволит получить экономический эффект;

3. Отдельные материалы диссертационной работы использованы при написании методических указаний «Расчет процессов разогрева вязких грузов в железнодорожных цистернах с применением электронагревателей» (СПб, ПГУПС, 2016), которые применяются в учебном процессе на кафедре «Теплотехника и теплосиловые установки» ФГБОУ ВО ПГУПС;

4. Результаты работы использованы в структурных подразделениях ОАО «РЖД», АО «Вагонная ремонтная компания-3» при эксплуатации и ремонте подвижного состава.

Методология и методы исследования. При исследовании разогрева груза электрическими нагревателями для решения задачи теплопроводности использовался метод конечных элементов. Для численных исследований использовался программный комплекс ELCUT.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика расчета процессов теплообмена при разогреве загустевающего груза электроподогревателями с определением значения температур в характерных областях котла вагона-цистерны;

2. Обоснование целесообразности использования воздушных вентиляторов для совершенствования существующей системы разогрева.

Достоверность полученных результатов подтверждается значением расхождения данных, полученных при экспериментальном исследовании, с расчетными данными в 4,8%, а также коэффициентом вариации, не превышающим 0,7%, при различном шаге дискретизации сетки конечных элементов при решении задачи.

Апробация результатов исследования. Результаты проведенных исследований описаны в докладах на международных научно-технических конференциях: «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты» (Санкт-Петербург, 2013, 2016), «Транспорт-2013» (Ростов-на-Дону, РГУПС, 2013); всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Неделя Науки» (Санкт-Петербург, ПГУПС, 2014, 2015); международном симпозиуме «Электрификация, развитие электроэнергетической

инфраструктуры и электрического подвижного состава скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта (Эльтранс-2015)» (Санкт-Петербург, ПГУПС, 2015).

Публикации. Материалы исследования опубликованы в 6 печатных работах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Изложена на 129 страницах машинописного текста. Содержит 45 иллюстраций, 7 таблиц. Библиографический список состоит из 114 источников.

1. ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕВОЗКИ И РАЗОГРЕВА ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

1.1 СПЕЦИФИКА ПЕРЕВОЗКИ ВЯЗКИХ И ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ В ВАГОНАХ-ЦИСТЕРНАХ С ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВОМ

Физико-химические свойства вязких и загустевающих грузов, перевозимых в железнодорожных цистернах, определяют способ разогрева этих грузов.

Особое место в подвижном составе подобного рода занимают цистерны с электроподогревом, применяющиеся для перевозки жидкого пека и расплавленной серы.

В области исследования физико-химических свойств жидкого пека и серы следует отметить труды П. Бенделека, Н.Б. Варгафтик Н.В. Лазарева, В.Е. Привалова [3, 14, 15, 16, 82].

В наши дни около 90% вырабатываемой в мире серы используется в производстве серной кислоты, свыше 70% которой используется в производстве фосфорных и комплексных удобрений, остальное - требуется для выпуска серных солей, главным образом, сульфитов. Продукт также применяют в резиновой промышленности в качестве вулканизирующего агента, в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений, прежде всего, винограда и хлопчатника, при производстве красителей и светящихся составов, искусственного волокна, спичек и взрывчатых веществ. Соединения серы используют в нефтедобывающей промышленности для разбавления нефтяных и буровых растворов и нефтехимической промышленности. Кроме того, они необходимы при производстве антидетонаторов, смазочных веществ, для аппаратуры сверхвысоких давлений. В охлаждающих маслах, ускоряющих обработку металла, содержится иногда до 18% серы. Данные по потреблению серы в России по отраслям промышленности приведены в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1 - Потребление серы в 2012 - 2015 гг. и прогноз потребления в России по отраслям на период до 2020 г., тыс. т, %

Отрасль Реальное потребление, тыс. тонн, %

2012 2013 2015 2017 2020

Химическая и нефтехимическая отрасль 2817 2822 3000 3040 3170

93,9 94 4 91,6 88,6 80,3

Целлюлозно - бумажная промышленность 48 51 60 70 100

1,6 1,7 1,8 2 2,5

Шинная и резинотехническая промышленность 13 7 15 20 30

0,4 0,2 0,5 0,6 0,8

Прочие направления использования 123 110 200 300 650

4,1 3,7 6,1 8,8 16,4

Итого 3001 2990 3275 3430 3950

100 100 100 100 100

Особое место сера занимает в медицине, где ее используют при лечении заболеваний кожи, суставов, при отравлениях. Также широко применяются органические (сульфаниламидные) препараты серы, которые эффективны в борьбе с микробами. Самым простым по химическому строению из сульфаниламидных препаратов является белый стрептоцид.

Жидкая сера растворяет в себе разные углеводороды и сероводород, которые образуются при получении серы. Слив, налив, хранение жидкой серы приводят к выделению паров серы, органических веществ, керосина, сероводорода и т.д., способных образовать с воздухом горючие смеси, которые могут воспламеняться от открытого пламени, нагретых поверхностей, от любой искры, а также при возгорании пирофорных соединений.

Кроме того, выделяющиеся из жидкой сера пары могут вызывать отравление, а сама жидкая сера может, попадая на кожу человека, вызвать термические ожоги [97].

Сера, наряду с углем, нефтью, известняком и поваренной солью, относится к пяти основным видам сырья химической промышленности и имеет стратегическое значение для обеспечения населения продовольствием, так как помимо азота, фосфора, калия, кальция и магния является необходимым питательным минеральным элементом для растений, источником плодородия почв и роста урожая.

Мировые природные запасы серы, включая месторождения серных руд осадочного и вулканического происхождения, сульфидных руд (в основном, серного колчедана - пирита), а также серу, содержащуюся в качестве примесей в углеводородах, составляют, по оценкам специалистов, свыше 5 млрд. т. При этом разведанные месторождения самородной серы содержат примерно 1,2 млрд. т. серы.

Большая часть серных самородных руд сосредоточена в Ираке (примерно 335 млн. т.), США (200 млн. т.), Чили (100 млн. т.) и Мексике (100 млн. т.). Крупные месторождения известны также в Польше (Тарнобжегское, Гжибовское и др.), на Украине (Роздольское, Язовское и др.), в России (в Самарской обл. -Водинское, Каменнодольское, на Камчатке - Малетойваямское), в Туркмении (Гаурдакское). В Японии есть значительные запасы серы вулканического происхождения. Основными добывающими странами являются США, Мексика, Ирак.

Мировое производство в 2014 г. составило 56 млн т. К 2018 гг. ожидается увеличение показателя до 71 млн. т.

К числу наиболее крупных производителей серы относятся Китай, США, Россия, Катар, Канада. На долю перечисленных стран в 2013 г. пришлось 57,6% мирового производства. Кроме того, много серы вырабатывают предприятия Саудовской Аравии, Германии, Японии, Казахстана [73].

При этом, начиная с 2011 г., Китай занимает позицию ключевого мирового производителя серы.

Структура мирового производства серы за последнее десятилетие несколько изменилась. Так доля США сократилась с 16% в 2003 г. до 13% в

2013 г., Канады - с 14% до 9%. В то же время постепенно растет доля Китая (с 10% в 2003 г. до 14,5% в 2013 г.), Саудовской Аравии (с 3,5% до 6%).

Появился еще один крупный производитель - Катар, доля которого в суммарном производстве в 2013 г. превысила 10%.

Увеличивается выпуск серы также в таких странах, как Объединенные Арабские Эмираты, Иран. Страны Ближнего Востока суммарно выпускают свыше 13% серы.

Основные объемы серы производят американские компании ExxonMobil, ConocoPhillips, Chevron и Valero Energy, один из крупнейших переработчиков нефти в США - британская BP, англо-голландская Shell, CITGO Petroleum -дочерняя структура Petmleos de Venezuela и российский «Газпром» [73]. На сегодняшний день 50% серы, поступающей на российский рынок, производится на Астраханском газоперерабатывающем заводе (входит в ООО «Газпром добыча Астрахань»). На долю этого предприятия приходится свыше 10% мирового рынка серы. Также стоит отметить других крупных производителей серы на территории России: ОАО «Волжский Оргсинтез» (Волжский), ФКП «Пермский пороховой завод» (Пермь), ОАО «Газпром нефтехим Салават» (Салават), ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» (Омск), ОАО «Ачинский нефтеперерабатывающий завод» (Ачинск), ОАО "ТАИФ-НК" (Нижнекамск), ЗАО «Нефтегорский ГПЗ» (Нефтегорск).

В целом мировое потребление серы составляет порядка 65 млн. т. в год. Основные мировые потребители серы представлены на рисунке 1.1.1.

Следует отметить, что опережение роста предложения серы на рынке по сравнению с потреблением стимулирует разработку проектов по ее утилизации и расширению областей применения. Так, в настоящее время разрабатываются технологии производства асфальта с добавлением шариков модифицированной серы, что делает дорожные покрытия более прочными и устойчивыми к перепадам температуры. Также все большие объемы серы потребляет цементная промышленность.

□ Китай

■ США

□ Страны СНГ н Балтии

□ Марокко

■ Индия

□ Тунис

■ Бразилия

□ Другие

Рисунок 1.1.1 - Основные мировые потребители жидкой серы, %

Значительную долю в перевозках подвижного состава с электроподогревом занимает каменноугольный пек.

В 70-80-х годах XX века в бывшем СССР развитие коксохимического производства привело к увеличению выхода смолы и улучшению ее качества. Во многом особенно для украинских предприятий это связано с увеличением доли «газовых» углей в составе шихты. Кроме того, были внедрены большегрузные печи и увеличена температура коксования. При этом качественная характеристика каменноугольной смолы также существенно изменилась. Повысилась ее плотность, возросло содержание веществ, нерастворимых в толуоле и хинолине, увеличился выход пека. На улучшение качества смолы повлиял и ряд технических решений при коксовании шихты: уменьшение объема подсводового пространства в камере коксования и снижение содержания пылевых фракций в угольной шихте.

Однако в середине 90-х годов качество каменноугольной смолы, получаемой на предприятиях бывшего СССР, несколько ухудшилось. Это связано с нарушениями поставок коксующегося угля и нестабильным качеством перерабатываемой угольной шихты. В бывшем СССР коксохимические мощности были особенно сильно развиты в России и на Украине. На основных предприятиях-производителях каменноугольной смолы в России ее выход от металлургического кокса колеблется в пределах 4,2-4,8%. Объем выпуска каменноугольной смолы в России в 2003-2008 гг. находится на уровне около 1,1 млн т, в 2009-2010 г. производство снижено до 0,8-0,85 млн т. В 2011 г.

производство смолы достигло уровня около 1 млн т. Выпуск смолы на Украине составлял до недавнего времени около 900 тыс. т, в 2009 г. он упал до 750 тыс. т. В последующий период производство смолы находилось на уровне около 800 тыс. т (рисунок 1.1.2).

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40

0,20

0,00

2003-2008

2009-2010

2011

Рисунок 1.1.2 - Объем выпуска каменноугольной смолы в России и

Украине (млн. тонн)

Основными производителями жидкого пека в пределах Российской Федерации являются компании: ОАО «Северсталь» (Череповец), ОАО «ММК» (Магнитогорск), ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» (Новокузнецк), ОАО «Алтай-кокс» (Заринск, Алтайский Край).

Крупнейшими предприятиями в ближнем зарубежье являются: ОАО «Авдеевский коксохимзавод» (г. Авдеевка, Донецкая обл., Украина), ОАО «Смолоперерабатывающий завод» (ООО «Тар Альянс») (г. Горловка, Донецкая обл., Украина).

Жидкий пек имеет широчайшее применение в различных отраслях промышленности.

Сырьем для производства анодной массы и обожженных анодов на алюминиевых предприятиях служат пеки и пековые коксы. Мощнейшими

алюминиевыми предприятиями, в то же время являющимися крупнейшими потребителями жидкого пека, являются: ОАО «Братский алюминиевый завод» (РУСАЛ-Братск), ОАО «Красноярский алюминиевый завод» (РУСАЛ-Красноярск), ОАО «Саянский алюминиевый завод» (РУСАЛ-Саяногорск), ОАО «Новокузнецкий алюминиевый завод» (РУСАЛ-Новокузнецк), ОАО «Иркутский алюминиевый завод» (ИркАЗ-СУАЛ), ОАО «Богословский алюминиевый завод» (БАЗ-СУАЛ), ОАО «Волгоградский алюминиевый завод» (ВГАЗ-СУАЛ), ГУП «Таджикская алюминиевая компания» (TALCO).

Жидкий пек также в больших количествах расходуется на заводах по производству электродов: ОАО «Энергопром - Новочеркасский электродный завод» (НЭЗ), ЗАО «Энергопром - Новосибирский электродный завод» (НовЭЗ), ОАО «Энергопром - Челябинский электродный завод» (ЧЭЗ), ОАО «Укрграфит» (Запорожье, Украина).

Пековый кокс производят четыре коксохимических предприятия России: Северсталь (Череповец), НЛМК (Липецк), НТМК (Нижний Тагил), ОАО «Московский коксогазовый завод» (Московская область).

Пек используется при производстве таких материалов как толь, рубероид. В связи с растущими объемами строительства, а также с необходимостью ремонтировать старые кровли темпы роста рынка рулонных кровельных материалов, по разным оценкам составляют 8-20% в год.

Крупнейшими производителями рубероида в России являются: ООО «ПКФ РАДА» (Челябинск), ЗАО «Алтайкровля» (Барнаул), ОАО «Балаковорезинотехника» (Саратов).

Пек является незаменимым компонентом при производстве лаков для окраски металлоконструкций. Производители таких лаков как кузбасский, асфальтобитумный распространены достаточно широко по всей территории России.

Также стоит отметить, что в марте 2013 года начала работу установка хранения жидкого пека. Емкость вместимостью 9 тыс. куб. м построена для размещения всего объема продукции, которая будет производиться совместным

предприятием компаний «Северсталь» и RÜTGERS Group. Установка предназначена для перевалки жидкого пека, производимого в Череповце, из России на мировые рынки.

В число новых мощностей входит строящаяся на Череповецком Металлургическом Комбинате новой технологической цепочки глубокой переработки каменноугольной смолы, а также установка хранения жидкого пека, состоящая из двух емкостей по 3 тыс. куб. м, где пользующийся спросом продукт будет храниться перед отгрузкой потребителям, в том числе на экспорт через Финляндию.

Крупнейшими мировыми производителями жидкого пека (liquid pitch) являются: RÜTGERS Group (Бельгия), Dubal Aluminium Company Ltd. (ОАЭ). На рисунке 1.1.3 представлено хранилище жидкого пека.

Рисунок 1.1.3 - Хранилище жидкого пека Dubal Aluminium Company Ltd. (ОАЭ)

Что касается каменноугольного пека, именно он является единственным видом связующего компонента для производства анодной массы, графитированных электродов, конструкционных и других материалов.

Пек применяется для производства строительных материалов (искусственный асфальт, толь, черный лак, краска пеколь), ленточной массы для доменных печей, в качестве топлива, при производстве пластмасс и изоляционных материалов.

Наиболее перспективно применение пека для изготовления предварительно обожженных анодных блоков, эксплуатация которых позволит улучшить технологичность процесса производства алюминия и снизит отрицательное влияние на окружающую среду.

Жидкий пек выделяет пары, которые, соединяясь с воздухом, образуют горючие смеси, способные легко воспламеняться от любой искры, нагретых поверхностей и др. Кроме того, пары пека могут вызвать отравление. Попадая на кожу человека, жидкий пек может вызвать ожоги. Отравления и ожоги может вызвать и пыль пека. При солнечном свете токсичные действия пека проявляются сильнее, чем в темноте.

Из вышеизложенного можно сделать вывод о широком распространении использования жидкой серы и каменноугольного пека (см. рисунок 1.1.4), что, наряду с токсичностью этих грузов, говорит о необходимости детального изучения подвижного состава для их перевозки и специфики их выгрузки.

Рисунок 1.1.4 - Географическое расположение производителей и потребителей серы и пека Центрального, Центрально-Черноземного, Восточно-Сибирского, Северного, Северо-Кавказского, Северо-Западного, Поволжского, Уральского, Волго-Вятского, Западно-Сибирского экономических районов России

1.2 ОБЗОР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ВЯЗКИХ И

ЗАГУСТЕВАЮЩИХ ГРУЗОВ

Особенность расположения производителей жидкой серы и каменноугольного пека (см. рисунок 1.1.4) оказывает влияние на способ перевозки указанных грузов. Наиболее распространенным видом транспорта для перевозки в нашей стране является железнодорожный транспорт.

Для перевозки жидкой серы используются четырехосные вагоны-цистерны моделей 15-1480 (рисунок 1.2.1) и 15-1482, для пека - 15-1532 (рисунок 1.2.2), 151257.

Рисунок 1.2.1 - Вагон-цистерна модели 15-1480 для перевозки жидкой серы

Вагоны-цистерны для перевозки серы и пека в схожи в конструкции (рисунок 1.2.3) и имеют общие элементы.

Рисунок 1.2.2 - Вагон-цистерна модели 15-1532 для перевозки жидкого пека

Рисунок 1.2.3 - Общий вагона-цистерны с электрическим подогревом груза: 1 - теплоизоляционная крышка горловины; 2 - наружная лестницу с помостами; 3 - котел; 4 - изоляция котла; 5 - кожух электронагревателей; 6 - крепление котла на раме; 7 - каркас и кожух изоляции; 8 - электрооборудование; 9 - рама с настилом; 10 - автосцепное оборудование; 11 - тележки; 12 - автотормоз; 13 - панельный ящик; 14 - стояночный тормоз

В таблице 1.2.1 приведены основные технические характеристики вагонов-цистерн моделей 15-1532 и 15-1480.

Таблица 1.2.1 - Основные технические характеристики вагонов-цистерн

моделей 15-1532, 15-1480

Наименование параметра Значение параметра для вагона модели

15-1532 15-1480

Назначение (основной груз) Пек Сера

Грузоподъемность, т 63 56,6

Масса вагона (тара), т 27,5 24,7

Нагрузка:

от оси колесной пары на рельсы, кН (тс) 221,7 (22,62) 199,23 (20,35)

на один погонный метр пути, кН/м (тс/м) 73,8 (7,53) 66,25 (6,76)

Число осей 4 4

Габарит 1-ВМ(0-Т) 02-ВМ(02-Т)

Параметры котла:

объем полный, м3 54,4 31,8

объем полезный, м3 51,7 -

диаметр внутренний, мм 2600 2000

длина наружная, мм 11300 -

толщина листов, мм:

верхних 9 8

средних (боковых) 9 8

нижнего 11 11

днищ 10 11

удельный объем, м3 0,82 -

рабочее давление, МПа 0,2 0,2

Максимально допустимая

температура загружаемого продукта, °С +250-300 +135-150

Рабочая температура в котле, °С -50 - +300 -50 - +150

Толщина изоляции, мм 190 200

Котел состоит из цилиндрической обечайки и двух эллиптических днищ и выполнен из низколегированной стали. Для более полного слива продукта

нижний лист котла имеет с двух сторон уклон к поддону, в котором опущена сливная труба.

Налив и слив груза - верхние.

Время разгрузки вышеуказанных вагонов-цистерн, как и время нежелательного контакта персонала с ядовитым грузом, зависит от интенсивности разогрева до температуры, при которой возможен их слив. С другой стороны, превышение допустимых пределов температуры приводит к потере устойчивости оболочки котла и выходу из строя вагонов-цистерн.

За границей Российской Федерации для перевозки пека и серы используется морской, автомобильный и железнодорожный транспорт.

По железной дороге грузы перевозят в цистернах без электрического подогрева (рисунок 1.2.4, 1.2.5), оборудованных термоизоляцией.

Рисунок 1.2.4 - Вагон-цистерна SUJX8 0023 для перевозки жидкой серы

Рисунок 1.2.5 - Вагон-цистерна TCPX 70007 для перевозки жидкой серы

Разогрев производится за счет паровых обогревательных труб (рисунок 1.2.6). Такое техническое решение обусловлено меньшим перепадом температур воздуха, меньшим времени в пути.

Рисунок 1.2.6 - Расположение обогревательных труб в вагоне-цистерне SUJX 80023 для перевозки жидкой серы

Наиболее крупными производителями цистерн в Европе являются: Bombardier Transportation (Канада), The Voith GmbH (Германия), Electroputere

VFU (Румыния). В США ниаиболее известны следующие фирмы: The Budd Company, American Car and Foundry, PACCAR Inc., The Greenbrier Companies.

Обзор существующего подвижного состава для перевозки жидкой серы и каменноугольного пека указывает на несовершенство существующей конструкции цистерн. Климатические условия нашей страны заставляют задуматься о совершенствовании системы разогрева вязких грузов в вагонах-цистернах.

1.3 ОСОБЕННОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Комиссаров, Сергей Борисович, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Ч. 2: Учеб. руководство / Г.Н. Абрамович - М.: Наука, 1991 - 304 с.

2. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков; МГУ им. М. В. Ломоносова. - 3-е изд., доп. и перераб. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 636 с.

3. Бенедек, П. Научные основы химической технологии. / П. Бенедек, А. Ласло; Пер. под ред. П.Г. Романкова, М.И. Курочкиной. - Л.: Химия, 1970. - 376 с.

4. Бесконтактные средства измерения температуры // Энергетика и промышленность России. - 2004. - № 5 (45).

5. Битюцкий, А.А. Пути повышения эффективности грузовых вагонов, выпускаемых российскими вагоностроительными предприятиями / А.А. Битюцкий // Тяжелое машиностроение. - 2008. - №2. - с. 29-33.

6. Битюцкий, А.А. Специализированные вагоны для операторских компаний / А.А. Битюцкий // Вагоны и вагонное хозяйство. - 2004. - Пилотный выпуск. - с. 16-18.

7. Бобровская, И.И. Технология ремонта вагонов. Учебное пособие / И.И. Бобровская, И.Ю. Соболева - Т.: ТашИИТ, 2008. - 118 с.

8. Большая энциклопедия транспорта: В 8 т. Т. 4. Железнодорожный транспорт / Главный редактор Н.С. Конарев. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. - 1039 с.

9. Бубнов, В.М. Совершенствование технологии ремонта специализированных грузовых вагонов / В.М. Бубнов, И.Ю. Кебал, Н.Б. Манкевич // Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту. - 2016. - №1 (61). - с. 62-70.

10. Бухмиров, В.В. Тепломассообмен: Учеб. пособие / В.В. Бухмиров. - Иваново: ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», 2014. - 360 с.

11. Быков, Б.В. Конструкция и техническое обслуживание грузовых вагонов / Б.В. Быков - М.: Желдориздат «Трансинфо», 2006. - 125 с.

12. Вагонное хозяйство. 2-е изд., перераб. и доп. / В.И. Гридюшко, В.П. Бугаев, Н.З. Криворучко. - М: Транспорт, 1988. - 295 с.

13. Вагоны промышленного железнодорожного транспорта / П.В. Шевченко, А.П. Горбенко - Киев: Вища школа. Головное издательство, 1980. - 224 с.

14. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик - М.: Наука, 1972. - 721 с.

15. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том I. Органические вещества. Под ред. зас. деят. науки проф. Н.В. Лазарева и докт. мед. наук Э.Н. Левиной. Л., «Химия», 1976. - 592 с.

16. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементорганические соединения. Под ред. зас. деят. науки проф. Н.В. Лазарева и докт. мед. наук Э.Н. Левиной. Л., «Химия», 1977. - 608 с.

17. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы / Р. Галлагер; Пер. с англ. -М.: Мир, 1984. - 428 с.

18. Галов, В.В. Исследование процессов теплообмена при разогреве карбамидоформальдегидного концентрата в железнодорожных цистернах: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Галов Владимир Викторович. - СПб., 2009. - 128 с.

19. Галов, В.В. Функциональные испытания перспективного вагона-цистерны для перевозки расплавленной серы модели 15-9544 / В.В. Галов, С.Б. Комиссаров, Р.В. Граборов, Р.И. Шейченко, М.А. Чубань // Вюник НТУ "ХПТ. Серiя: Машинознавство та САПР. - Харюв: НТУ "ХПТ. - 2016. -№39 (1211). - С. 50-55.

20. Геллер, З.И. Мазут как топливо / З.И. Геллер - М.: Недра, 1965. - 493 с.

21. Герасимов, В.С. Технология вагоностроения и ремонта вагонов / В.С. Герасимов, И.Ф. Скиба, Б.М. Кернич и др.; Под ред. В.С. Герасимова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1988. - 381 с.

22. Гисматуллин, Ю.Р. Измерения физических величин и обработка результатов измерений: Методические указания к лабораторной работе №100 / Ю.Р. Гисматуллин, А.В. Панюшкин - Великие Луки: ЛИИЖТ, 1987. - 27 с.

23. Горохов, А.П. Композиционный нефтяной пек для получения анодной массы / А.П. Горохов, А.С. Дамбинова, П.А. Лобова // Материалы XII Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке», 2011. - ТПУ - Томск, с. 15-17.

24. ГОСТ 2.105-95 Общие требования к текстовым документам. - Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2006 - 26 с.

25. ГОСТ Р 51659-2000 Вагоны-цистерны магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000 - 12 с.

26. ГОСТ Р 7.0.11-2011 Диссертация и автореферат диссертации. Структура и правила оформления. - М.: Стандартинформ, 2012 - 11 с.

27. ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2007 - 7 с.

28. Гребер, Г. Основы учения о теплообмене / Г. Гребер, С. Эрк - М. - Л.: ОНТИ НКТП СССР, - 1936. - 328 с.

29. Григорьев, А.Н. Железнодорожные цистерны / А.Н. Григорьев, Г.М. Асламазов, С.П. Кузьмин - М.: Трансжелдориздат, 1959. - 214 с.

30. Доманский, И.В. Машины и аппарата химических производств / И.В. Доманский, В.П. Исаков. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 1992. - 327 с.

31. Дульнев, Г.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена / Г.Н. Дульнев - М.: Высш. шк., 1990. - 207 с.

32. Егоров, В.И. Точные методы решения задач теплопроводности / В.И. Егоров - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 48 с.

33. Егоров, В.И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности. Учебное пособие / В.И. Егоров - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 77 с.

34. Жильников, В.И. Модифицированная канифоль / В.И. Жильников, Г.Ф. Хлопотунов - М.: Лесная промышленность, 1968. - 128 с.

35. Жуков, Н.П. Решение задач теплопроводности методом конечных элементов / Н. П. Жуков, Н. Ф. Майникова, С. С. Никулин, О. А. Антонов -Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2014. - 80 с.

36. Зажигаев, Л.С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л.С. Зажигаев, А.А. Кишьян, Ю.И. Романиков - М., Атомиздат, 1978, с. 232.

37. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич; пер. с англ. Б.Е. Победри. - М.: Мир, 1975. - 538 с.

38. Иванов, В.А. Эксплуатация энергетического оборудования газопроводов Западной Сибири / В.А. Иванов, Г.В. Крылов, Л.Г. Рафиков // — М.: Недра, 1987. — 143 с.

39. Иванова, Г.М. Теплотехнические измерения и приборы / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издтельство МЭИ, 2005. - 460 с.

40. Исаев, С.И. Теория тепломассообмена / С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кофанов - М.: Высш. школа, 1979. - 495 с.

41. Калиткин, Н.Н. Численные методы / Н.Н. Калиткин - М.: Наука, 1978. - 512 с.

42. Каневец, Г.Е. Обобщенные методы расчета теплообменников / Г.Е. Каневец -Киев: Наук. думка, 1979. - 352 с.

43. Кельрих М.Б. Теоретические основы раздельного определения показателей тепломассообмена при теплотехнических испытаниях крытых вагонов с

теплоизоляцией / М.Б. Кельрих, Н.С. Брайковская, В.Н. Ищенко, В.Е. Осьмак // Збiрник наукових праць Украшсько! державно! академй зал iзничного транспорту. - 2013. - вып. 139. - с. 35-39.

44. Кириллов, В.В. Охлаждение горячего газа твердыми охладителями / В.В. Кириллов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. -2011. - № 15. - С. 4-7.

45. Кириченко, А.В. Обеспечение безопасности перевозок опасных грузов железнодорожным транспортом / А.В. Кириченко - СПб.: Питер, 2004. - 160 с.

46. Комиссаров, С.Б. Перспективные вагоны-цистерны для перевозки загустевающих грузов / И.Г. Киселев, В.В. Галов, С.Б. Комиссаров // Труды Международной научно-практической конференции «Транспорт-2013», апрель 2013 г. в 4-х частях. Часть 2. Технический науки. Рост. гос. ун-т. путей сообщения. - Ростов н/Д, 2013. с. 173-175.

47. Комиссаров, С.Б. Перспективы модернизации системы электронагрева вязких грузов при сливе из железнодорожных цистерн / И.Г. Киселев, В.В. Галов, С.Б. Комиссаров // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2016. - № 1. - С. 25-30.

48. Комиссаров, С.Б. Пути снижения тепловых нагрузок на котел вагона-цистерны для перевозок жидкого пека / И.Г. Киселев, В.В. Галов, С.Б. Комиссаров // Известия Петербургского университета путей сообщения. -2015. - № 1. - С. 19-25.

49. Комиссаров, С.Б. Пути совершенствования подвижного состава для перевозки вязких и запустевающих грузов / И.Г. Киселев, В.В. Галов, С.Б. Комиссаров // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: тезисы докладов VIII Международной научно-технической конференции. 3-7 июля 2013 г., Санкт-Петербург - СПб., 2013. с. 128-130.

50. Комиссаров, С.Б. Совершенствование системы электронагрева вязких грузов при сливе из железнодорожных цистерн. / И.Г. Киселев, В.В. Галов, С.Б. Комиссаров // Тезисы докладов. VIII Международный симпозиум

«Электрификация, развитие электроэнергетической инфраструктуры и электрического подвижного состава скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта», 2015. - ФГБОУ ВПО ПГУПС. - СПб, с. 15.

51. Кондаков, А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков - М.: Издательский центр «Академия», 2007.

- 272 с.

52. Котляр, Я.М. Методы и задачи тепломассообмена / Я.М. Котляр, В.Д. Совершенный, Д.С. Стриженов - М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.

53. Котуранов, В.Н. Нагруженность элементов конструкции вагона / В.Н. Котуранов, В.Д. Хусидов, П.А. Устич, А.И. Быков; Под ред. В.Н. Котуранова

- М.: Транспорт, 1991. - 238 с.

54. Кузьмич, Л.Д. Вагоны (Проектирование, устройство и методы испытаний) / Л.Д. Кузьмич - М.: Машиностроение, 1978. - 376 с.

55. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С.С. Кутателадзе — Л.: Машгиз, 1957. — 378 с.

56. Кутателадзе, С.С. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое / С.С. Кутателадзе, А.И. Леонтьев — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 320 с.

57. Лукин, В.В. Вагоны / В.В. Лукин, П.С. Анисимов, Ю.П. Федосеев; Под ред. В.В. Лукина. - М.: Маршрут, 2004 - 424 с.

58. Маслов, В.П. Математическое моделирование процессов тепломассопереноса. Эволюция диссипативных структур / В.П. Маслов, В.Г. Данилов, К.А. Волосов - М.: Наука, 1987. - 352 с.

59. Методика определения объема ремонта котлов при восстановлении ресурса вагонов-цистерн для перевозки жидкого пека / А.А. Битюцкий, К.И. Рыжов // Совершенствование методов испытаний и диагностики грузовых вагонов: сб. научных трудов: научное издание. Вып. 2 / Под ред. А.А. Битюцкого; Инженерный Центр Вагоностроения. - СПб: ОМ-Пресс, 2007. - С. 90-100.

60. Митчелл, Э. Методы конечных элементов для уравнений с частными производными / Э. Митчелл, Р. Уэйт; Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 216 с.

61. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М Михеева - Изд. 2-е, стереотип. - М.: Энергия, 1977. - 344 с.

62. Моисеев, В.И. Модели процесса охлаждения цистерны с горячими нефтепродуктами при их перевозках в осенне-зимний период / В. И. Моисеев // Бюллетень результатов научных исследований. - 2012. - № 2. - С. 98-110.

63. Моисеев, В.И. Модель эквивалентной теплопроводности жидкости, циркулирующей в цистерне при термогравитационной конвекции / В. И. Моисеев // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2011. - № 1. - С. 210-218.

64. Моисеев, В.И. Теория и модели процессов тепломассопереноса при транспортных операциях с застывающими наливными грузами: дис. ... доктора техн. наук: 05.13.18 / Моисеев Владимир Иванович. - СПб., 2012. -463 с.

65. Морчиладзе, И.Г. Железнодорожные цистерны / И.Г. Морчиладзе, А.П. Никодимов, М.М. Соколов, А.В. Третьяков - М.: ИБС-Холдинг, 2006. - 516 с.

66. Назаренко, И. А. К вопросу о технологических и теплофизических свойствах пека / И. А. Назаренко // Вестник Нац. техн. ун-та "ХПИ»: сб. науч. тр. Темат. вып.: Новые решения в современных технологиях. - Харьков: НТУ "ХПИ". -2011. - № 43. - С. 25-31.

67. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебное пособие / В.В. Нащокин - М.: Высшая школа, 1975. - 496 с.

68. Несис, Е.И. Методы математической физики / Е.И. Несис - М., «Просвещение», 1977. - 199 с.

69. Новицкий, П.В. Оценка погрешности результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 304 с.

70. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов / И.П. Норенков - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - 430 с.

71. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). - М.: ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. - 317 с.

72. Норри, Д., Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. де Фриз; Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 298 с.

73. Обзор рынка пека каменноугольного в СНГ. Исследовательская группа Инфомайн. 12 издание. Москва, 2015.

74. Обзор рынка серы в СНГ. Исследовательская группа Инфомайн. 12 издание. Москва, 2014.

75. Осипова, В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена / В.А. Осипова - М.: Энергия, 1979. - 320 с.

76. Основы теории и техники физического моделирования и эксперимента: учебное пособие / Н.Ц. Гатапова, А.Н. Колиух, Н.В. Орлова, А.Ю. Орлов. -Тамбов, 2014. - 77 с.

77. Основы теории инженерно-физического эксперимента: учебное пособие / В.А. Архипов, А.П. Березиков. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 206 с.

78. ОСТ 32.55-96 Система испытаний подвижного состава. Требования к составу, содержанию, оформлению и порядку разработки программ и методик испытаний и аттестации методик испытаний. М.: МПС России, 1996 - 16 с.

79. Островский, В.С. Искусственный графит / B.C. Островский, Ю.С. Виргильев, В.И. Костиков, Н.Н. Шипков - М.: Металлургия, 1986. -272 с.

80. Половников, В.Ю. Анализ тепловых режимов однотрубных теплопроводов с учетом конвективного движения воздуха в полости канала / В.Ю. Половников // Известия Томского политехнического университета. - 2010. № 4. - с. 33-37.

81. ПР 50.2.006-94 Правила по метрологии. Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений. - М.: Госстандарт России, 1994. - 8 с.

82. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы / В.П. Преображенский; 3-е изд., перераб. — Москва: «Энергия», 1978. —704 с.

83. Привалов, В.Е., Степаненко, М.А. Каменноугольный пек / В.Е. Привалов, М.А. Степаненко - М.: Металлургия, 1981. - 208 с.

84. Природная сера. Под ред. М.А. Менковского. - М.: Химия, 1972. - 240 с.

85. Расчет процессов разогрева затвердевающих грузов при сливе из железнодорожной цистерны: методические указания к расчетно-графическим работам по дисциплине "Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий" / Федер. агентство ж.-д. трансп., ФГБОУ ВПО ПГУПС, каф. «Теплотехника и теплосиловые установки»; сост. В. В. Галов. -Санкт-Петербург: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - 14 с.

86. Расчет температурных полей узлов энергетических установок. Под ред. Киселева И.Г. Л.: Машиностроение, 1978. - 192 с.

87. Самарский, А.А. Методы решения сеточных уравнений / А.А. Самарский, Е.С. Николаев - М.: Наука, 1978. - 592 с.

88. Самарский, А.А., Вабищевич, П.Н. Вычислительная теплопередача / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

89. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд; Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 389 с.

90. Седов, Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 8-е изд., переработанное / Л.И. Седов - М.: Наука, 1977 - 440 с.

91. Секулович, М. Метод конечных элементов / М. Секулович; Пер. с серб. Ю.Н. Зуева; Под. Ред. В.Ш. Барбакадзе. - М.: Стройиздат, 1993. - 664 с.

92. Селиванов, Н.В. Исследование процессов теплообмена при перевозке высоковязких жидкостей / Н.В. Селиванов, К.Б. Андрис // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2009. - № 2. -с. 87-91.

93. Селиванов, Н.В., Андрис, К.Б. Расчет тепловых потерь через ограждающие поверхности авто- и железнодорожных цистерн / Н.В. Селиванов, К.Б.

Андрис // Вестник Астраханского государственного технического университета. - 2007. - № 6. - с. 119-121.

94. Сидоров, О.Ф. Перспективы производства и совершенствование потребительских свойств каменноугольных электродных пеков / О.Ф. Сидоров, А.Н. Селезнев, // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д. Менделеева). - 2006, т. 1, №1. - с. 16-24.

95. Скиба, И.Ф. Вагоны / И.Ф. Скиба. - 2-е изд., исп. и доп. - М.: Трансжелдориздат, 1961. - 278 с.

96. Соколов, М.М. Исследование колебаний жидких грузов в вагонах методом конечных элементов / М.М. Соколов, Ю.П. Бороненко, О.Н. Петров // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Проблемы механики ж.д. транспорта». -Днепропетровск: ДИИТ, 1984. - 35 с.

97. Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов. Справочное пособие. - М.: МПС РФ, Изд-во стандартов, 1993 (№889).

98. Стренг, Г. Теория метода конечных элементов / Г. Стренг, Дж. Фикс; Пер. с англ. - М.: Мир, 1977. - 342 с.

99. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 560 с.

100. Теория подобия и тепловое моделирование: сборник. - М.: Наука, 1987.

101. Третьяков, А.В. Управление индивидуальным ресурсом вагонов в эксплуатации / А.В. Третьяков - СПб., ООО «Издательство «ОМ-Пресс, 2004 - 348 с.

102. Фукс, Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов / Г.И. Фукс - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 328 с.

103. Цветков, Ф.Ф. Тепломассообмен / Ф.Ф. Цветков - М.: Издательский дом МЭИ, 2011. - 562 с.

104. Цистерны (Устройство, эксплуатация, ремонт): Справочное пособие / В.К. Губенко, А. П. Никодимов, Г. К. Жилин и др. — М.: Транспорт. 1990.—151 с.

105. Цыган, Б.Г. Вагоностроительные конструкции (изготовление, модернизация, ремонт) / Б.Г. Цыган, А.Б. Цыган; Под ред. Б.Г. Цыгана. - К.: Кременчуг, 2005. - 752 с.

106. Чернобыльский, И.И. Машины и аппараты химических производств / И.И. Чернобыльский, А.Г. Бондарь, Б.А. Гаевский, С.А. Городинская, Р.Я. Ладиев, Ю.М. Тананайко, В.Т. Миргородский; Под ред. И.И. Чернобыльского. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1974. - 456 с.

107. Шадур, Л.А. Вагоны / Л.А. Шадур, И.И. Челноков, Л.Н. Никольский, Е.Н. Никольский, В.Н. Котуранов, П.Г. Проскурнев, Г.А. Казанский, А.Л. Спиваковский, В.Ф. Девятков; Под ред. Л.А. Шадура. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1980. - 439 с.

108. Шадур, Л.А. Развитие отечественного вагонного парка / Л.А. Шадур - М.: Транспорт, 1988. - 279 с.

109. Щербаков, А.3. Транспорт и хранение высоковязких нефтей и нефтепродуктов с подогревом / А.З. Щербаков - М., Недра, 1981. 220 с.

110. Kiselev, I.G. The Heat exchange under warming up of viscous liquid freights in railroad tank-tracks / I.G. Kiselev, V.V. Galov // The 11th International Symposium of Heat Transfer and Renewable Sources of Energy (HTRSE 2006). -Szczecin: Szczecin University of Technology. - 2006 - P. 729-733. ISBN 837457-012-1.

111. Liu, G.R. The Finite Element Method. A Practical course / G.R. Liu, S.S. Quek -Oxford: Elsevier Science Ltd, 2003. ISBN 0750658665.

112. Nicholson, D.W. Finite element analysis: thermomechanics of solids. CRC Press LLC, 2000 N.W. Corporate Blvd., Boca Raton, Florida, 2003 - ISBN 0-8493-0749-X (1. Thermal stresses—Mathematical models. 2. Finite element method.)

113. Rao, S.S. The Finite Element Method in Engineering / G.R. Liu - Miami: Elsevier Science & Technology Books, 2004. ISBN: 0750678283.

114. Zienkiewicz, O.C., Taylor R.L. The Finite Element Method for Solid and Structural Mechanics / O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor; Sixth edition. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0 7506 6321 9

Приложение А (обязательное)

Расчет нестационарного процесса разогрева жидкой серы в железнодорожной цистерне с электрическими подогревателями (программный комплекс ELCUT)

А.1 Задание свойств жидкой серы

А.2 Задание теплоёмкости жидкой серы

А.3 Задание граничных условий в зоне электроподогревателей при естественной

конвекции

А.4 Задание граничных условий в боковой зоне при естественной конвекции

А.5 Задание граничных условий в зоне электроподогревателей при

принудительной конвекции

Свойства метки ребра - нэгр

Общие

о"1 П 1-1 змперзгура: Т = Т0 (К)

17 Т( q = зпловой поток.' Fn = -q (AFn = -q) (Вт/м2)

4Dl>D

vf Конвекция: Fn =о. (Т-Тс

т= 1И

Т0= 273

Равная температура: Т = const

Чггная периодичность: Т1 = Т ^ Нечетная периодичность: Г^ = - Т2

ОК

£

щ/^Ш,

(К)

Радиация: Fn = р ksb (T+ - Т*)

w= To = 0 ti

0

Отмена

Справка

А.6 Задание граничных условий в боковой зоне при принудительной конвекции