Определение рабочих параметров транспортабельной снегоплавильной установки

Введение. Освобождение территорий населенных пунктов в зимний период от выпавшего снега – актуальная задача. Ее эффективное решение необходимо для обеспечения безопасности дорожного движения и мобильности. С точки зрения обеспечения экологической безопасности целесообразно не вывозить собранный снег на специальные полигоны, а обеспечивать его плавление и сброс полученной взвеси в очистные сооружения за счет использования специализированных установок. На примере г. Тюмени показано, к какому значительному экологическому ущербу может привести использование снегоприемных полигонов (свалок).

Материалы и методы. Метод исследования на моделях, имеющих одинаковую физическую природу с оригиналом (физическое моделирование), считается наиболее приемлемым, так как на моделях может быть воспроизведен и зарегистрирован ход протекания процесса в зависимости от всего комплекса влияющих параметров. Научной основой физического моделирования является теория подобия и анализа размерностей, позволяющая посредством взаимозависимости безразмерных комплексов, характеризующих изучаемый процесс, обобщить полученные экспериментальные значения и распространить их на подобные технические системы.

Результаты. На основе анализа рабочего процесса снегоплавильных установок авторами предлагается конструкция, обеспечивающая большую интенсивность плавления за счет установки активаторов.

Обсуждение и заключение. Проведена проверка работоспособности конструкции и оценка влияния основных параметров на динамику рабочего процесса. Установлены геометрические и кинематические параметры активаторов рабочего процесса, осуществляющих движение по принципу сегнерового колеса за счет реактивных струй теплоносителя, воздействующего на снежно-ледяной массив.

1. Строкин А.С., Чудайкин А.Д., Поляков Р.С. Экологические проблемы утилизации снега в городе // Высокие технологии в строительном комплексе. 2019. № 2. С. 56–60. EDN MVAFNJ.

2. Кулдошина В.В., Жогаль А.В., Лупунчук М.Ю. Современные подходы к решению проблем утилизации снега // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 5. С. 79–84. EDN YUZNVR.

3. Попов В.Г., Попов А.В., Жигулина Т.Н. Новые технологии и машины для сбора и утилизации снежного покрова // Строительные и дорожные машины. 2020. № 12. С. 31–40. EDN DCYXZV.

4. Заиченко П.Д., Заиченко Н.Д. Исследование работы снегоплавильных установок и систем утилизации снега // Проблемы экспертизы в автомобильно-дорожной отрасли. 2024. № 3(12). С. 56–64. EDN XLRUQI.

5. Канунников И.Н. Сравнительный анализ эксплуатационных характеристик снегоплавильных установок с различными типами теплообменников // Актуальные исследования. 2024. № 16-1(198). С. 35–38. EDN UFVYOQ.

6. Полетаев И.Ю. Использование новых технологических процессов и их влияние на оценку мероприятий по повышению энергоэффективности в регионе (на примере снижения негативных экологических последствий по утилизации снега в городах РФ) // Вопросы региональной экономики. 2021. № 4(49). С. 101–106. EDN PIQCQL.

7. Тарасов О.Ю., Крапивина Н.Ю. [и др.]. Городские снежные свалки как источник загрязнения поверхностных вод // Георесурсы. 2011. № 2. С. 31–33.

8. Дроздова А.Д., Смирнова С.В. Разработка информационно-измерительного канала управления мобильной снегоплавильной установки // Вестник НЦБЖД. 2022. № 3(53). С. 174–183. EDN JVEUXJ.

9. Ермеков М.Т., Рожкова О.В., Сандибекова С.Г., Толысбаев Е.Т. Проблемы утилизации снега и прогрессивные пути решения в условиях города Нур-Султана // Вода и экология: проблемы и решения. 2021. № 1(85). С. 20–29. DOI: https://doi.org/10.23968/2305-3488.2021.26.1.20-29. EDN QUKTXS.

10. Лобкина В.А., Михалев М.В. Оценка опыта эксплуатации снежных полигонов в России, альтернативные способы борьбы со снегом // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 1. С. 60–65. DOI: https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-1-60-65. EDN YSZPQD.

11. Новичков С.В., Ростунцова И. А., Щеголева Н.В. Использование теплоты уходящих газов водогрейной котельной для утилизации снежной массы // Энергобезопасность и энергосбережение. 2019. № 5. С. 20-24. DOI: https://doi.org/10.18635/2071-2219-2019-5-20-24. EDN TBRQAV.

12. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред: монография. Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука». М., 1978, 336 с.

13. Корецкий В.Е. Моделирование процесса таяния снега в снегоплавильной камере // Вестник МГСУ. 2008. № 2. С. 173–179.

14. Серебренников А.А., Плохов А.А. Влияние специального рабочего органа на интенсивность плавления снежной массы // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 10. С. 476–483.

15. Серебренников А.А., Плохов А.А. Физическое моделирование рабочего процесса снегоплавильной установки с активным рабочим органом // Экологические системы и приборы. 2020. № 12. С. 26–35.

16. Пушкарев А.Е., Головин К.А., Абросимова А.А. [и др.] Экспериментальные исследования процесса формирования гидроабразивной струи и разрушения снежно-ледяных отложений гидроструйным инструментом // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 7. С. 499–502. DOI: https://doi.org/10.24412/2071-6168-2024-7-499-500. EDN IZPWPY.

17. Репин С.В., Пушкарев А.Е., Воронцов И.И. [и др.]. Разработка новой машины для очистки дорог от снежно-ледяных образований // Строительные и дорожные машины. 2022. № 4. С. 33–37. EDN ZMBZPK.

18. Серебренников А.А., Плохов А.А. Динамика процесса тепловой утилизации снега в зависимости от основных факторов // Экологические системы и приборы. 2019. № 7. С. 3–11.

19. Егоров А.Л., Мерданов Ш.М., Костырченко В.А., Мадьяров Т.М. Повышение производительности снеготаялки за счет установки дополнительного рабочего органа // Фундаментальные исследования. 2016. № 2-2. С. 251–254. EDN VORLRT.