Прибор для оценки качества теплоизоляции пассажирских вагонов

Введение.  Представлена  технология оценки  качества  теплоизоляции  кузовов  пассажирских вагонов  с  помощью разработанного  переносного прибора.  Объектом исследования являются теплоизоляционные характеристики стен   кузовов  пассажирских вагонов.  Качество теплоизоляции  оценивается  по  величине приведенного  коэффициента  теплопередачи,  которая  с  течением  времени   эксплуатации  повышается,  что приводит к увеличению затрат энергии на  отопление и кондиционирование внутреннего помещения вагонов. С помощью тепловизора можно составить теплотехнический паспорт вагона с фотофиксацией мест кузова с теплоизоляцией низкого качества. Однако во время капитального ремонта вагона требуется уточнить эти места, измерив локально величину удельного теплового сопротивления стен  кузова. Цель исследования заключается в разработке способа определения удельного теплового сопротивления стен кузовов пассажирских вагонов за минимальное время с помощью переносного прибора.

Материалы и методы. Методы исследования сочетают физический эксперимент над участком стены  кузова пассажирского вагона и над  макетом такой стены  с помощью разработанного прибора, а также численный эксперимент над  3D-моделями этих объектов. В частности, для тарировки прибора проводилось исследование по методу конечных элементов нестационарного теплового процесса в цифровой модели прибора и 3D-модели кузова пассажирского вагона с помощью программного комплекса SolidWorks Simulation.

Результаты. Доказано, что с помощью переносного прибора возможно определить удельное тепловое сопротивление в локальном месте стены  кузова пассажирского вагона за минимальное время – 40 мин.

Обсуждение и заключение. Переносной прибор для оценки качества теплоизоляции пассажирского вагона может использоваться при  входном и выходном контроле теплоизоляции пассажирского вагона во время капитального  ремонта.

1. Левенталь Л. Я., Костин А. В. Энергетика рефрижераторных и пассажирских вагонов: учеб. пособие. М.: МИИТ, 1998. 90 с.

2. Колесников В.И., Алексенко М.В. Мониторинг технического состояния ограждающих конструкций изотермического подвижного состава // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2007. №1 (25). С. 27–33 EDN: https://elibrary.ru/nxqsbd.

3. Селезнев А.В., Ворон О.А. Применение тепловизионного контроля ограждающих конструкций вагонов // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2013. №2. С. 113–116 EDN: https://elibrary.ru/rvqihz.

4. Самошкин С. Л., Мейстер А. О., Юхневский М. А. Методические вопросы определения среднего коэффициента теплопередачи кузовов пассажирских вагонов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78, № 6. С. 344–350 http://doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-6-344-350.

5. Бороненко Ю.П., Абдуллаев Б.А. Экспериментальные исследования новых конструктивных решений ограждения кузовов рефрижераторных вагонов и контейнеров // Известия Петербургского государственного университета путей сообщения. 2020. Т. 17, вып. 4. С. 498–513 https://doi.org/10.20295/1815-588x-2020-4-498-513.

6. Науменко С.Н., Теймуразов Н.С., Голубин А.А. Точность определения коэффициента теплопередачи // Железнодорожный транспорт на современном этапе: задачи и пути их решения: сб. ст. молодых ученых и аспирантов / под ред. А.Е. Семечкина. М.: Интекст, 2008. С. 76–79 EDN: https://elibrary.ru/tawhdn.

7. Голубин А. А., Белова Н. В., Науменко С. Н. Влияние погрешностей измерения при определении коэффициента теплопередачи ограждающих конструкций изотермического вагона // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78, № 2. С. 100–104 https://doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-2-100-104.

8. Давыдов Д. О. Методика расчета общего коэффициента теплопередачи кузова специального транспортного средства для перевозки скоропортящихся грузов // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2019. Т. 78, №4. С. 249–256 https://doi.org/10.21780/2223-9731-2019-78-4-249-256.

9. Теймуразов Н.С., Науменко С.Н. Ускоренные методы оценки коэффициента теплопередачи кузовов изотермических транспортных средств // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2009. № 5. С. 18–21 EDN: https://elibrary.ru/kwpryl.

10. Науменко С.Н. Энергосбережение при проведении теплотехнических испытаний специализированных транспортных средств // Энергосбережение и водоподготовка. 2008. №4 (54). С. 45–47 EDN: https://elibrary.ru/kbdofl.

11. Балалаев А.Н., Паренюк М.А. Виртуальный стенд для определения тепловых характеристик вакуумных теплоизоляционных панелей // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (Вестник ВНИИЖТ). 2023. Т. 82, №2. С. 99–108 https://doi.org/10.21780/2223-9731-2023-82-2-99-108.

12. Патент №2771997 Российская Федерация, МПК G01N 25/18. Способ измерения удельного теплового сопротивления и устройство для его осуществления: №2021137171: заявл. 15.12.2021: опубл. 16.05.2022 / Балалаев А.Н., Паренюк М.А. 16 с.