Моделирование загрязнения железнодорожного полотна и технической полосы перегонов пылеватыми частицами

Загрязнение железнодорожного полотна и полосы отвода перегонов минеральными частицами складывается из загрязнения в результате трансграничного переноса выбросов от промышленных объектов, которые оседают на поверхность щебеночной призмы и почвы технической полосы. При перевозке руд происходит частичный унос пылевидных частиц из гранулированного слоя толщиной 10 - 15 см, на электрифицированных участках - унос пылевидных частиц медного контактного провода, образующих неподвижную форму в виде гидроксида. Концентрация подвижной формы металлических руд в грунтах полосы отвода железных дорог значительно меньше предельно допустимой концентрации (ПДК). Определение валовой концентрации гидроксидов металлов в грунтах с помощью атомно-абсорбционного метода - операция дорогостоящая и длительная, требующая отбора и подготовки большого количества проб. Для ускорения и удешевления определения загрязнения щебеночной призмы и технической полосы перегонов тяжелыми металлами необходимо получить концентрационную зависимость, позволяющую по одной-двум точкам отбора проб получить полную кривую загрязнения технической полосы и прилегающих территорий в зависимости от координаты удаления от головки рельса и определить фоновую концентрацию. Моделирование обтекания объекта сложной формы в турбулентных условиях относится к наиболее сложным задачам гидродинамики. Для описания турбулентных движений в слоистой газовой среде используют аппараты теории флуктуаций и теории массопереноса - второе уравнение Фика, решая которое можно найти искомые функции концентрации вредных веществ в зависимости от вертикальной Z и горизонтальной X координат. Для ускорения и удешевления определения загрязнения технической полосы перегонов построена турбулентная модель на основе теории флуктуаций, позволяющая по одной точке отбора пробы получить полную кривую загрязнения технической полосы в зависимости от координаты удаления от головки рельса. При сравнении теоретической и экспериментальной кривых получено удовлетворительное совпадение.

загрязнение пылеватыми частицами перевозимых грузов, полоса отвода, моделирование

1. Хргиан А. Ж. Физика атмосферы. Л.: Наука, 1969.

2. Базаров И. П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н. Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем. М.: Изд-во МГУ, 1986. 309 с.

3. Берлянд М. Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 448 с.

4. Вызова Н. Л. Рассеяние примеси в пограничном слое атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 191 с.

5. Вызова Н. Л., Гаргер Е. К., Иванов В. И. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 280 с.

6. Ионисян А. С. Математическое моделирование процесса распространения активной примеси в свободной и облачной атмосфере. Ставрополь, 2003. 190 с.

7. Каплан Л. Г. Локальные процессы в сплошной жидкой среде и атмосфере. Ставрополь: АСОК, 1993. 246 с.

8. Монин А. С. Теоретические основы геофизической гидродинамики. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 424 с.

9. Семенчин Е. А. Аналитические решения краевых задач в математической модели атмосферной диффузии. Ставрополь: Изд-во СКИ-УУ, 1993. 141 с.

10. Яглом A. M. Диффузия примеси от мгновенного точечного источника в турбулентном пограничном слое // Турбулентные течения. М.: Наука, 1974. С. 62 - 64.

11. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1, 2. М.: Химия, 1995. 496 с.

12. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача / пер. с англ. М.: Химия, 1982. 696 с.

13. Кафаров В. В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа, 1972. 496 с.

14. Карлслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел /пер. с англ. М.: Наука, 1964. 487 с.

15. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД 86. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 94 с.