Введение
1. Анализ особенностей перевозок загустевающих наливных грузов железнодорожным транспортом России 7
1.1. Физические характеристики загустевающих наливных грузов 7
1.2. Анализ состояния парка железнодорожных цистерн 13
1.3. Анализ устройств и способов разогрева вязких жидкостей вжелезнодорожных цистернах17
1.3.1. Разогрев жидкостей внутри котла 18
1.3.2. Способы разогрева жидкости через стенки котла цистерны 22
1.4. Тепловая изоляция и путевой подогрев вагонов-цистерн 25
1.5. Метод расчета скорости остывания ЗВЖ в железнодорожных цистернах и его недостатки30
1.6. Постановка задачи и методы ее решения 33
1.7. Выводы по первой главе 35
2. Совершенствование метода расчета скорости остывания жидкости в железнодорожных цистернах 36
2.1. Уравнение для определения темпа остывания ЗВЖ в цистерне 36
2.2. Охлаждение жидкостей в железнодорожных цистернах, омываемых снаружи воздушными и воздушно-водными потоками 39
2.3. Анализ влияния естественной конвекции на скорость остывания жидкости в цистерне 45
2.4. Выводы по второй главе 58
3. Экспериментальная установка для моделирования процессов остывания вязких жидкостей в железнодорожных цистернах 59
3.1. Условия гидродинамического и теплового подобия для экспериментального исследования динамики остывания ЗВЖ 59
3.2. Экспериментальная установка и вспомогательное оборудование 71
3.2.Ь. Модельный объем и средства измерений температуры 71
3.2.2. Измерение скорости циркулирующей жидкости в горизонтальном
% цилиндрическом сосуде 75
3.2.3. Установка для создания модельных потоков 77
3.3. Выводы по третьей главе 87
4. Расчет скорости остывания загустевающих вязких жидкостей в железнодорожной цистерне при подавлении естественной конвекции 88
4.1. Расчет влияния конвекции на скорость остывания ЗВЖ в цистерне 88
4.2. Остывание слабоциркулирующей ЗВЖ в железнодорожной цистерны 97
4.3. Теплоотдача через многослойную стенку котла 104
4.4. Температурные поля в затвердевшем слое ЗВЖ при обтекании цистерны потоками воздуха и ВВД 111
4.5. Выводы по четвертой главе 119
5. Подавление термогравитационной конвекции жидкости в цистерне тепловыми аккумуляторами 120
5.1. Подавление естественной конвекции ЗВЖ установкой тепловых аккумуляторов (ТА) 120
5.2. Результаты экспериментов и их обсуждение 124
5.2.1. Охлаждение циркулирующей жидкости без подавления ее свободной конвекции 124
5.2.2. Охлаждение циркулирующей жидкости при подавлении ее свободной конвекции 129
5.3. Расчет температурного поля в ЗВЖ, транспортируемой в железнодорожной цистерне, снабжённой тепловыми аккумуляторами 130
5.4. Расчет на прочность котла вагона-цистерны, модифицированной тепловыми аккумуляторами 133
5.4.1. Расчетная схема котла и принятые допущения 134
5.4.2. Расчет на прочность котла 136
5.4.3. Выводы и рекомендации по результатам расчетов 142
5.5. Расчет теплоотвода через крепление тепловых аккумуляторов к стенкам котла 143
5.6. Выводы по пятой главе 147
Заключение 148
Список использованной литературы 149
