Разработал: Семенова М.А.
Руководитель: Горшков А.В.
Описание проектируемого снегоочистителя
Спроектирован аэродромный высокопроизводительный снегоочиститель. Высокая производительность достигается 4х метровой шириной захвата рабочего оборудования, которое позволяет убирать снег высотой до 2,5 м. Такие характеристики оборудования требуют мощную силовую установку и полноприводное ходовое оборудование. Поэтому снегоочиститель спроектирован на спец шасси, а не на базовом. Особенностью данной компоновки является кабина, установленная над рабочим оборудованием и поднимаемая вместе с ним, что обеспечивает наилучший обзор процесса очистки покрытия от снега и траектории движения.
Рабочее оборудование состоит из питателя (две ленточные фрезы с противоположной навивкой), и метателя (это ротор) приводится от одного гидромотора, крутящий момент на фрезу передается через цилиндрическо-конический редуктор. Патрубок вращается на 360 градусов и его форма спроектирована таким образом чтобы снег поступал в бункер через загрузочное окно, где установлено снегоплавильное устройство. Растаявший снег проходит через решетку и в виде воды находится на дне бункера. Для интенсификации снеготаяния бункер оборудован лопастной мешалкой. В качестве нагревательного элемента используются две вихревые трубы. Газ подается в вихревую трубу компрессором, который в свою очередь приводится гидромотором.
Вихревая труба
История создания вихревой трубы
Удивительные свойства вихря были отмечены и описаны еще 150 лет назад английским ученым Джорджем Стоксом.
Работая над совершенствованием циклонов для очистки газов от пыли, французский инженер Джозеф Ранке заметил, что струя газа, выходящая из центра циклона, имеет более низкую температуру, чем исходный газ, подаваемый в циклон. Уже в конце 1931 г. Ранке подаёт заявку на изобретенное устройство, названное им "вихревой трубой". Но получить патент ему удаётся только в 1934 г., и то не на родине, а в Америке (Патент США № 1952281).
Французские же учёные тогда с недоверием отнеслись к этому изобретению и высмеяли доклад Ж. Ранке, сделанный в 1933 г. на заседании Французского физического общества. По мнению этих учёных, работа вихревой трубы, в которой происходило разделение подаваемого в неё воздуха на горячий и холодный потоки, противоречила законам термодинамики. Тем не менее, вихревая труба работала и позже нашла широкое применение во многих областях техники, в основном для получения холода.
Не зная об опытах Ранке, в 1937 г. советский ученый К. Страхович, в курсе лекций по прикладной газодинамике теоретически доказывал, что во вращающихся потоках газа должны возникать разности температур.
Интересны также работы ленинградца В. Е. Финько, который обратил внимание на ряд парадоксов вихревой трубы, разрабатывая вихревой охладитель газов для получения сверхнизких температур. Он объяснил процесс нагрева газа в пристеночной области вихревой трубы "механизмом волнового расширения и сжатия газа" и обнаружил инфракрасное излучение газа из ее осевой области, имеющее полосовой спектр.
Уже после второй мировой войны - в 1946 г, немецкий физик Роберт Хильш значительно улучшил эффективность вихревой «трубки Ранка». Однако невозможность теоретического обоснования вихревых эффектов отложила техническое применение открытия Ранка-Хильша на десятилетия.
Основной вклад в развитие основ вихревой теории в нашей стране в конце 50-х — начале 60-х годов прошлого столетия внес профессор Александр Меркулов. Парадокс, но до Меркулова никому и в голову не приходило запустить в «трубку Ранка» жидкость. А произошло следующее: при прохождении жидкости через «улитку» она быстро нагревалась с аномально высокой эффективностью (коэффициент преобразования энергии — около 100%). В 1988 г. Такой же эксперимент провел на своей установке Ю. С. Потапов. К его удивлению, вода в вихревой трубе разделилась на два потока, имеющих разные температуры. Но не на горячий и холодный, а на горячий и тёплый. Ибо температура «холодного» потока оказалась чуть выше, чем температура исходной воды, подаваемой насосом в вихревую трубу. Тщательная же калориметрия показала, что тепловой энергии такое устройство вырабатывает больше, чем потребляет электрической двигатель насоса, подающего воду в вихревую трубу. То есть его установка теплогенератора имела эффективность (отношение величины вырабатываемой им тепловой энергии к величине потребленной им для этого извне электрической или механической энергии) более 100%. Поначалу исследователи не могли понять, откуда и как в этих устройствах появляется избыточное тепло. И опять же полного теоретического
обоснования дать никто не смог, и до практического применения дело не дошло. Лишь в начале 90-х годов прошлого века появились первые конструктивные решения применения жидкостного теплогенератора, работающего на основе вихревого эффекта.
|
