9205

بررسي نوع دانهبندي بر پرش سنگدانههاي بالاست با استفاده از دستگاه تست تونل باد و ارائه دانهبندي بهينه

كارشناسي

مهندسي خط و سازه هاي ريلي

1403

دكتر حميدرضا حيدري نوقابي و دكتر محمدرضا طلايي

1403/07/02

مهندسي راه آهن

investigating the Effect of Ballast Particle Grade on Ballast Flight using Wind Tunnel Test

خطوط سريع السير1، به عنوان نمونه‌اي از فناوري‌هاي راه‌آهني، در حال حاضر به طور گسترده در سراسر جهان مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين قطارها، علاوه بر فراهم آوردن امكان سفرهاي سريع و مؤثر براي مسافران، نقش مهمي در كاهش ترافيك جاده‌اي، كاهش آلودگي هوا و حمايت از محيط زيست ايفا مي‌كنند. [16] افزايش سرعت عبوري ناوگان منجر به ايجاد نيروهاي آيروديناميكي شديدي در خط مي‌شود كه مي‌تواند معضلات زيادي را به وجود آورد. يكي از اين معضلات، پديده پرش بالاست2 است. علت اصلي وقوع اين پديده، افزايش مقدار نيروي مكانيكي و آيروديناميكي وارده به بالاست نسبت به نيروي گرانش است. به عبارت ديگر، زماني كه مقدار نيروي مكانيكي و آيروديناميكي بر نيروي گرانش ناشي از وزن بالاست غلبه كند، سنگدانه‌ها از روي خط بلند شده و به دليل سرعت عبوري بالاي ناوگان به سمت خارج پرتاب مي‌شوند. شايان ذكر است كه هر دو نيروي مكانيكي و آيروديناميكي در اين پديده تأثير دارند و هيچ‌يك به تنهايي قادر به پرتاب كردن بالاست نيستند[1]. با وجود اهميت زياد اين موضوع و خطراتي كه به همراه دارد هنوز در آيين نامه هاي معتبر دنيا اشاره مستقيمي به اين موضوع نشده است، در ادبيات فني نيز محور بيشتر تحقيقات جرم و سرعت سنگدانه ها است و تا به امروز ويژگي هاي مهم ديگر بالاست از جمله دانه بندي آن مورد توجه قرار نگرفته است،‌ در اين مطالعه، به منظور جبران اين كمبود، تست هاي آزمايشگاهي با استفاده از دستگاه تونل باد بر روي پنج گريد بالاست كه مطابق با نشريه 301 ايران (مشابه آيين‌نامه آمريكا) دانه بندي شده اند، انجام شده است. در اين پژوهش با شبيه سازي بخشي از لايه بالاست درون اتاقك تست دستگاه تونل باد، ‌تأثير اين ويژگي مهم با استفاده از شرايط مختلف سنگدانه شامل جرم، سطح مؤثر، جابجايي، قطر سنگدانه و همچنين با يك نگاه نوآورانه روابطي براي سنجش و ارزيابي رخداد پرش بر مبناي تحليل مومنتوم (اندازه حركت) سرعت پرش سنگدانه ها توسعه يافت. در دو حالت متراكم و غير متراكم مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه در حالت متراكم، گريد شماره چهارم با سرعت ميانگين پرش 29.7 متر بر ثانيه و مجموع جرم پرش يافته 121.9 گرم، بهترين عملكرد را داشته است. در مقابل، گريد شماره يك با ميانگين سرعت پرش 31.5 متر بر ثانيه و مجموع جرم 603.7 گرم، ضعيف‌ترين عملكرد را در برابر اين پديده ثبت كرده است، همچنين در حالت متراكم گريد شماره چهارم هيچ پرشي نداشته است از اين رو سرعت ميانگين آن برابر با 45 متر بر ثانيه و مجموع جرم پرش يافته نيز صفر ثبت شده است، گريد شماره يك نيز سرعت 34.28 متر بر ثانيه و جرم 271 گرم مجدد ضعيف ترين عملكرد را نشان داده است. مقادير تمامي شاخص ها به نسبت حالت غير متراكم كاهش چشمگيري داشته است كه اين امر اهميت بالاي متراكم سازي لايه بالاست به خصوص در خطوط پرسرعت بالاستي را به اثبات ميرساند.

پرواز بالاست ، پرش بالاست ، دستگاه تست تونل باد ، سرعت بحراني ، قطار پرسرعت