3.5.1. Почему в главных резервуарах образуется влага! От чего зависит ее количество и как она попадает в тормозную магистраль?
Атмосферный воздух всегда содержит определенное количество водяных паров. Абсолютная влажность воздуха — это содержание водяных паров в единице объема. Отношение фактически содержащегося количества водяного пара к максимально возможному при данных условиях называется относительной влажностью, или степенью насыщения воздуха (в %), и обозначается буквой φ. Нагрев воздуха при постоянном давлении уменьшает его относительную влажность φ, а охлаждение приводит к увеличению φ. При стопроцентной влажности наступает так называемая точка росы и дальнейшее охлаждение приводит к выпадению влаги из воздуха, которая конденсируется в виде капель.
Количество Рн водяных паров в 1 м3 влажного воздуха при = 100% в зависимости от температуры t°C следующее:
В атмосферном воздухе относительная влажность составляет в среднем φ = 40÷80%. Поэтому количество водяных паров, поступающих с воздухом в главные резервуары, меньше, чем указано в выводе.
За 1 ч работы компрессора, подача которого QK= 1,75 м3/мин, при температуре атмосферного воздуха t = 20°С и относительной влажности φ = 70% в нагнетаемом воздухе будет содержаться следующее количество водяных паров:
Зимой при температуре t= — 20°С и при прочих равных условиях количество водяных паров составляет
При сжатии атмосферного воздуха до давления 9 кгс/см2 температура воздуха в нагнетательном патрубке за второй ступенью компрессора достигает 150—180°С. Относительная влажность здесь составляет φ= 10-4-20%, т. е. за компрессором сжатый воздух достаточно сух, далек от насыщения и, следовательно, от конденсации.
Как показывают испытания, в трубопроводе перед главным резервуаром и в самом резервуаре конденсируется от 30 до 50% влаги (в зависимости от степени охлаждения воздуха), содержащейся во всасываемом компрессором воздухе.
Последовательное соединение главных резервуаров является наиболее эффективным средством охлаждения воздуха и позволяет сконденсировать до 70—75% влаги. Зимой при температуре атмосферного воздуха ниже минус 10—минус 15°С температура воздуха в главных резервуарах ниже нуля, поэтому конденсация влаги происходит в виде снега и инея, осаждающегося на внутренних стенках трубопровода и резервуаров. Оставшаяся в сжатом воздухе влага по мере снижения давления и температуры конденсируется в напорной и тормозной магистралях.
При длительной работе компрессора (большие утечки воздуха из магистрали, неисправность клапанов, колец и т. д.) воздух в главных резервуарах будет иметь повышенную температуру. В связи с этим количество конденсирующейся влаги в главных резервуарах уменьшится и значительное количество водяных паров будет уноситься с воздухом в напорную и тормозную магистрали, где с понижением температуры и давления будет происходить интенсивное выпадение влаги в виде инея или наледи.
Для снижения количества влаги, попадающей в тормозную магистраль локомотива и поезда, необходимо следить за отсутствием повышенных утечек в тормозной сети, исправностью компрессоров и осуществлять систематическое удаление скопившегося конденсата из резервуаров и сборников. Надежность осушки сжатого воздуха в компрессорной установке определяется условиями охлаждения главных резервуаров, которые наиболее благоприятны при расположении резервуаров на крыше.
Наиболее опасно для замораживания тормозной магистрали следование поезда с переходом от плюсовых к минусовым температурам, а также при минусовых не очень низких температурах; при сильном понижении температуры атмосферного воздуха содержание в нем влаги уменьшается.
3.5.2. В каких случаях происходит замораживание тормозных цилиндров! Какие меры применяются для предупреждения подобных случаев?
При отпуске тормозов поршни тормозных цилиндров засасывают атмосферный воздух. Зимой вместе с ним в цилиндры попадает «снежная пыль», которая затем осаживается на стенках. Количество «снежной пыли» зависит от ее содержания в воздухе, хода поршня тормозного цилиндра, состояния фильтров и т. п. По мере накопления в тормозных цилиндрах «снежной пыли» при наступлении оттепели, когда наружная температура становится выше нуля, снег в тормозных цилиндрах тает, образуя воду. В таком состоянии (с водой в тормозных цилиндрах) вагоны следуют в зоны, где наружная температура ниже нуля. Там происходит образование в тормозных цилиндрах ледяной корки. Иногда она бывает такой толщины, что при торможении не разламывается и движение поршней тормозных цилиндров прекращается.
Для предупреждения замораживания тормозных цилиндров пассажирских и грузовых вагонов в них сверлят сквозные отверстия диаметром 10 мм возле передней крышки. Через них при таянии «снежной пыли» происходит сток воды в атмосферу. В выпускаемых новых тормозных цилиндрах водоспускная канавка выполнена в передней крышке.
