автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование железнодорожной цистерны для вязких нефтепродуктов и ее эксплуатационных характеристик на основе устройств термостабилизации

На правах рукописи

— - о

Васильев Дмитрий Александрович

*

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЦИСТЕРНЫ ДЛЯ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ОСНОВЕ УСТРОЙСТВ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ

Специальность

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

й 3 МАЙ 2010

Самара 2010

004602073

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный университет путей сообщения» (СамГУПС) на кафедрах «Вагоны» и «Физика и экологическая теплофизика».

Научный рукэводитель: член-корреспондент ГАН РАО,

доктор технических наук, профессор ВОЛОВ Вячеслав Теодорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ФИЛИППОВ Виктор Николаевич

доктор технических наук, старший научный сотрудник НАВЦЕНЯ Владимир Юрьевич

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС)

Защита диссертации состоится 2010 года в часов на заседании

диссертациогаюго совета Д218.011.01 в Самарском государственном университете путей сообщения по адресу: г. Самара, ул. Свободы, 2а, корп. 5, ауд. 5216.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан ® Ч 2010 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу диссертационного совета Д218.011.01: 443066, г. Самара, 1-й Безымянный пер., 18, СамГУПС, факс (846) 262-30-76.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д218.011.01

кандидат технических наук, доцент В.С.Целиковская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

В настоящее время на сети железных дорог эксплуатируется более 230 тысяч цистерн (по данным ОАО «РЖД» 2008г.). Из них самую большую группу составляют цистерны для светлых нефтепродуктов, вторая по численности группа цистерн предназначенных для перевозки вязких грузов. Учитывая условия эксплуатации цистерн при значительных температурных колебаниях для их слива в определенные периоды года необходимо применять систему разогрева. Характерные конструкции - цистерны с парообогревательным кожухом или электронагревателем. Наряду с такими цистернами эксплуатируются и контейнер-цистерны. Для разогрева применяются стационарные комплексы с электрическими или паровыми нагревательными элементами, а также паровые пики.

В некоторых случаях применяют системы постоянной термостабилизации, что существенно влияет на надежность, долговечность и сложность конструкции. Некоторые виды продукции перевозятся в охлажденном состоянии и перед транспортировкой специально охлаждаются.

Для обеспечения нормированной температуры слива необходимо иметь либо стационарные устройства (электрический или паровой нагрев), либо термоизоляцию, либо устройства нагрева в пути.

Вопросами создания цистерн с термоизоляцией и технических средств разогрева занимались «Азовмаш» (В.К. Губенко, А.П. Никодимов, Г.К. Жилин и др.). Более подробно классификация цистерн и их устройства, включая цистерны с теплоизоляцией и системами термостабилизации, рассмотрена в публикациях кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», МИИТ (P.C. Глазкова, Р.Ф. Канивец, В.Н. Котуранов, К.В. Мотовилов, A.B. Смольянинов, И.Б. Феоктистов, В.Н. Филиппов, Г.Ф. Чугунов, В.М. Бубнов).

Вязкие нефтепродукты при температуре окружающей среды -20°С застывают на вторые сутки транспортировки. С целью снижения простоя цистерн при разгрузке вязких нефтепродуктов на цистерну устанавливается дополнительный элемент, который за счет потребления энергии вращения колесной пары производит нагрев перевозимого груза. В связи с этим

целесообразно применение такой системы на цистернах для вязких нефтепродуктов. Из-за непостоянной скорости движения состава возможны перебои в работе предложенной системы нагрева. Для обеспечения теплового режима целесообразно применение тепловой изоляции, способной компенсировать потери тепла.

Предложено рассмотреть вопрос создания новой версии цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов, экономичной с точки зрения эксплуатации. В работе также рассмотрены устройство нагрева стационарного типа и устройство очистки цистерн от остатков нефтепродуктов.

Объект исследования: железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов с термоизоляцией и источниками нагрева.

Предмет исследования: совершенствование железнодорожной цистерны для вязких нефтепродуктов, на основе разработки энергетических систем с улучшенными теплообменными характеристиками (устройства прямого нагрева, тепловая изоляция, устройство очистки).

Цель и задачи исследований.

Целью исследований является разработка предложений по совершенствованию конструкции и повышению эффективности эксплуатационных характеристик железнодорожных цистерн для вязких нефтепродуктов на основе создания устройств термостабилизации и систем технического обслуживания.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Провести анализ существующих разработок и устройств термосггабилизации нефтепродуктов в железнодорожных цистернах на основе критерия продолжительности перевозок, а также сравнительный анализ существующих моделей термостабилизации по объемным и энергетическим характеристикам, с выявлением путей и методов достижения цели исследования.

2. На основании анализа существующих разработок и моделей термостабилизации построить модели устройств, позволяющих изучить процесс термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах.

3. Разработать экспериментальные модели устройств термостабилизации (теплогенератор прямого нагрева, тепловая изоляция, устройство

механического разогрева, устройство очистки), провести экспериментальные исследования по выявлению особенностей прямого нагрева вязкой жидкости, определению эффективности их работы и подтверждению достоверности результатов моделирования.

4. Рассчитать экономический эффект от внедрения предложенных разработок, образовывающийся за счет сокращения времени простоя цистерн на выгрузке и снижения энергетических затрат, капитальные затраты на создание предложенных устройств в сравнении с существующими разработками.

Методы исследований.

Поставленные задачи решены с использованием:

методов аналитического исследования, включающих: построение математической модели, с целью выявления зависимостей изменения температуры исследуемого материала по времени;

численных методов, включающих: построение моделей на основе дифференциальных уравнений в частных производных (решаемых методом конечных элементов); применение функции Бесселя и теории подобия, для решения уравнений тепломассопереноса; обработку полученных экспериментальных данных; выявление степени соответствия предлагаемого аналитического описания работе реальных устройств; сравнение численной модели и эксперимента;

методов экспериментального исследования на моделях, с нагревом или поддержанием температуры исследуемого материала в замкнутом объеме, регистрации и обработки необходимых параметров.

Научная новизна.

1. Разработана трехмерная нестационарная модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке с источниками теплопритоков, решающая задачу по изменению температурного поля вязких нефтепродуктов в оболочке с учетом эффекта свободной конвекции без привлечения уравнений гидродинамики, геометрии и теплофизических свойств стенок оболочки при наличии источников тепла.

2. Экспериментально, впервые, получены температурные поля для теплоизолированной железнодорожной цистерны с вязкими нефтепродуктами оборудованной теплогенераторами, на основании которых определены толщина

тепловой изоляции и рациональные режимы работы теплогенераторов, необходимые для эффективной термосгабилизации перевозимого груза. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ существующих разработок и устройств термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах на основе критерия продолжительности перевозки.

2. Общая и упрощенная нестационарные модели устройств термостабилизации; аналитическое трехмерное решение задачи об остывании вязких нефтепродуктов в теплоизолированной железнодорожной цистерны; учет влияния свободной тепловой конвекции в задачах об остывании вязких нефтепродуктов в замкнутых объемах.

3. Численная реализация нестационарных моделей устройств термостабилизации:

- общей модели для системы прямого нагрева;

- упрощенной модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке по радиусу;

- модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке, при фиксированной угловой координате;

- трехмерной модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне.

4. Предложения по обеспечению термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожной цистерне и их теплотехнические параметры.

Достоверность научных положений и выводов.

Достоверность результатов подтверждается данными, полученными в ходе экспериментальных исследований автора на моделях и натурных объектах.

Практическая ценность.

1. Предложен теплогенератор прямого нагрева, позволяющий сохранить вязкие нефтепродукты в жидком состоянии при длительности перевозок свыше семи суток.

2. Экспериментально доказана эффективность термостабилизации железнодорожных цистерн с напыляемой пенополиуретановой тепловой

изоляцией, что позволяет рекомендовать предложенный метод термостабилизации для модернизации уже эксплуатируемых и вновь создаваемых железнодорожных цистерн.

3. Разработана экспериментальная модель устройства для механического разогрева железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами, позволившая повысить производительность устройства за счет применения измененной перемешивающей насадки в 4 раза.

4. Разработано устройство очистки котла цистерны от остатков нефтепродуктов, снижающее расход водяного пара на 35% и сокращающее время очистки в четыре раза.

Апробация работы.

Результаты работы и ее отдельные положения докладывались на XXVIII Самарской областной студенческой научной конференции (г. Самара, СГАУ, 2002г.); на 7-ом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Йошкар-Ола, 2006г.); на 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г. Самара, СамГАПС, 2006г.), представлены на VIII Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Адлер, 2007г.), на расширенном научно-техническом семинаре кафедры «Вагоны» (г. Самара, СамГУПС, 2009г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе статей - 4, из них-1 в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК РФ, тезисов докладов на конференциях - 2, патенты на полезную модель - 2.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации 140 страниц, включая 64 рисунка, 4 таблицы и библиографический список литературы из 170 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цель работы, направления и методы исследований, отмечается научная новизна, а также сведения о реализации основных результатов работы.

В первой главе приведен обзор предложенных способов и устройств обеспечения выгрузки вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн. Проведен сравнительный анализ выделенных групп устройств термостабилизации.

Разработкой устройств и способов разогрева вязких нефтепродуктов, исследованиями вопросов совершенствования грузового подвижного состава занимались специалисты МИИТ, ПГУПС, СамГУПС, УрГУПС и ряда других университетов, предприятий и производственных объединений.

Вопросы обеспечения выгрузки вязких и застывающих нефтепродуктов из железнодорожных цистерн в зимний период нашли отражения в трудах: К.И. Арютова, А.Н. Бапалаева, М.М. Болотина, Ю.П. Бороненко, В.М. Бубнова,

A.И. Быкова, В.И. Варавы, P.C. Глазковой, В.К. Губенко, Е.П. Дудкина, Г.К. Жилина, Р.Ф. Канивец, М.Б. Кельрих, Т.А. Комаровой, H.H. Копейкина,

B.Н. Котуранова, В.Ф. Лапшина, Т.В. Лисевич, К.В. Мотовилова, А.П. Никодимова, М.А. Паренюк, Г.И. Петрова, A.B. Смольянинова, И.Б. Феоктистова, В.Н. Филиппова, Б.Д. Фишбейна, Г.Ф. Чугунова.

Показано, что наиболее распространенными являются устройства нагрева при выгрузке, позволяющие извлекать перевозимые нефтепродукты независимо от окружающей температуры и времени, которое они провели в пути. Однако такие устройства, несмотря на свою эффективность и универсальность, направлены на исправление последствий остывания нефтепродуктов, а не на устранение самой причины застывания. При перевозке нефтепродуктов в железнодорожных цистернах основная часть тепла теряется через поверхность цистерны, поэтому единственный способ поддержания нефтепродуктов в жидком состоянии - это сохранение их внутренней энергии, иными словами применение энергосберегающих технологий в виде способов и устройств сохранение тепла и нагрева в пути. Это позволит некоторое время поддерживать температурный режим перевозимых материалов. Несмотря на ограничения по времени перевозки, энергосберегающие технологии позволяют

сократить время выгрузки и в целом снизить энергозатраты на перевозку нефтепродуктов.

Таким образом, установлено, что целесообразно решать проблему выгрузки застывающих и вязких нефтепродуктов комплексно с использованием всех предложенных подходов.

На основании рассмотренных материалов сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе построены нестационарные математические модели нагрева газа теплогенератором прямого нагрева, остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне без подогрева и в теплоизолированной цистерне, оборудованной такими теплогенераторами.

Внутренняя энергия систем прямого нагрева определяется мощностью источника и потерями теплоты в системе, изменение температуры в системе можно вычислить по формуле:

где Т0 - начальная температура нефтепродукта, К; <2,1С,„ - мощность источника энергии, Вт; 5 - площадь поверхности теплосброса, м2; си - теплоемкость, Дж/кг-К; т - масса материала, кг; к - коэффициент теплопередачи,

где аь а2 - коэффициенты теплоотдачи соответствующих поверхностей, Вт/м2-К; }., - теплопроводность / - го слоя стенки, Вт/м-К; 8; - толщина / - го слоя стенки, м.

Остывание материала описывается уравнением:

где Ти - температура окружающей среды, К; р - плотность материала, кг/м3;

Нульмерная нестационарная модель, позволяет определить среднее изменение температуры в системах прямого нагрева и может использоваться

вычисляемый по формуле, Вт/м2-К:

Г(0 = Т;+(Г0-Г4)-ехр-^1 с-р-К

V- объем материала, м3.

2

R

для описания остывания вязких нефтепродуктов в железнодорожной цистерне. Однако при рассмотрении систем с низким значением коэффициента теплопроводности возникают значительные изменения температуры по радиусу, что в свою очередь вызывало необходимость построения более подробной одномерной нестационарной модели.

Построена одномерная математическая нестационарная модель остывания вязких нефтепродуктов в цистерне:

где а2 = Х„/ с р - коэффициент температуропроводности, м2/с; }.„ - коэффициент теплопроводности, Вт/м-К; R - радиус котла цистерны, м; cp(r) = const -начальное распределение температуры; h вычисляется по формуле: /i=a„/>.„; a„ -коэффициент теплоотдачи, Вт/м^К; ц„ - положительные корни уравнения:

Для отображения реального распределения температуры нужно воспользоваться формулой:

T(t)=U(r,t)-(Tn-T0) + T0, где Т„ - начальная температура нефтепродукта, К; Т0 - температура окружающей среды, К.

Модель учитывает толщину теплоизолирующего покрытия с помощью коэффициента теплоотдачи и позволяет получить данные об изменении температуры в цилиндре по радиусу в любой момент времени. Однако эта модель не учитывает длину цистерны. Для решения этой задачи было получено трехмерное аналитическое решение.

U(r,z, e,/)=ZIZexp

A=lm=ln=0

-а2

Л,2 2 2\

m л +-Г" ■t

U2 4/,2 J

"'л 2h '

: (4™ C0S"9 + Bbnn SI"«0).

где r, z, 0 - координаты точки в цилиндре.

Коэффициенты А^ и Вы„ определяются по формулам:

4ь»0 - "

яд2АЛ2(Ц04Го'ОЛ д ; 2,1

Аь» = „2,1 ( /п /^созпвзт^ + А^гМА,

лЛ /¡./п+1(ц„4)оо-а к л ; 2й

В- п2т , лП'} +

^ ^л+1(м„4)о оЛ V Л ; 2Л

Модель учитывает геометрию остывающего тела и определяет падение температуры в каждой точке объекта в любой момент времени.

Для рассмотрения температурного поля цистерны необходимо учесть свободную конвекцию, оказывающую значительное влияние на скорость изменения температуры в больших объемах текучего вещества. Однако использование с этой целью уравнений гидродинамики значительно усложняет получение аналитического решения. Поэтому свободную конвекцию в данном случае будем учитывать через эквивалентный коэффициент теплопроводности: = где X - теплопроводность среды, £ - коэффициент конвекции.

В третьей главе описаны численные решения в рамках моделей устройств нагрева и сохранения внутренней энергии вязких нефтепродуктов. Рассмотрены численные решения для модели теплогенератора прямого нагрева, остывания нефтепродуктов в цистерне и теплоизолированной цистерны, а также построены численные' модели остывания нефтепродуктов в цистерне, теплоизолированной цистерне и теплоизолированной цистерне, оборудованной теплогенераторами.

Получено численное решение нестационарной модели теплогенератора в нульмерном приближении. Начальные условия модели Та = 261 К, начальная температура не нагретого воздуха, 2 = 396 Вт, мощность теплогенератора, Ти — 285 К, температура окружающей среды, Гтах = 310 К, начальная (максимальная) температура в момент времени /0 = 975 сек , к = 4 Вт/м'-К, коэффициент теплопередачи, 5 = 1.55 м2, площадь теплообмена, СУ = 714 Дж/кг-К, т = 5.7 кг - теплоемкость и масса газа.

Получено численное решение нестационарной модели остывания нефтепродуктов в нульмерном и одномерном приближении. Начальные условия модели: радиус котла 1.5 м, длина котла 8 м, температура окружающей

среды -20 °С, начальную температуру нефтепродукта +30 °С, толщина теплоизолятора 0.05 метра, коэффициент теплопроводности 0.025 Вт/м-К.

30 20

10

0 -10 -20

0 10 20 30 40 «,сут

Рис. 1. Изменение температуры нефтепродукта по радиусу

Коэффициенты теплопередачи определялись опытным путем с использованием нуль мерной модели. С погрешностью до 5% эти коэффициенты составляют 10 Вт/м2-К - без теплоизоляции и 0.48 Вт/м2-К - с теплоизолирующим покрытием. На рис. 1. изменение температуры нефтепродукта по радиусу: сплошная линия - изменение температуры по радиусу в цистерне без изоляции, штрих - пунктирные кривые показывают распределение температуры по радиусу в цистерне с теплоизоляционным покрытием, пунктирной и точечной линией отмечены кривые изменения температур в нульмерном приближении без теплоизоляции и с ней соответственно.

0 10 20 30 40 I

Рис. 1. Изменение температуры нефтепродукта по

Температура в не теплоизолированной цистерне быстро выравнивается по радиусу. Абсолютная и относительная погрешность составила 4.5°С и 1.5% для модели с теплоизолирующим слоем, а для модели без теплоизоляции 6.5°С и 2.5%. Расхождения между 0- и 1-мерным решением в начале процесса здесь объясняются недостаточным числом членов ряда, выделенных для рассмотрения в уравнении теплопроводности. Однако, для описания изменения температуры в цистерне без теплоизоляции вполне достаточно и нульмерного приближен™. В случае применения теплоизолирующего покрытия и замедления остывания возникает значительный перепад температуры между центром цилиндра и его стенками. Поэтому построение одномерной модели для теплоизолированной цистерны оправдано.

Одномерная нестационарная модель предполагает, что объект моделирования имеет бесконечную длину, и позволяет рассматривать изменение температурного поля только по радиусу. Однако, вблизи торцевых стенок котла, вследствие увеличения площади теплосброса по сравнению со средними сечениями, остывание нефтепродукта протекает интенсивнее.

Для учета этих особенностей построена двухмерная нестационарная осесимметричная модель в системе расчета мультифизических процессов СОМЗОЬ, описывающая необходимые параметры и процессы, как в обычной, так и в теплоизолированной цистерне (рис. 2.).

до, к

295 285

275

265 255

О 0.4 0.8 1.2 й,м 0 0.4 0.8 1.2 Д,м

Рис. 2. Температура нефтепродукта в поперечном сечении слева в обычной цистерне, справа в теплоизолированной цистерне на 1 - 7 сутки транспортировки при температуре окружающгй среды -20°С.

Как видно из расчетов двухмерной модели при перевозках на небольшие расстояния теплоизолирующее покрытие обеспечивает необходимый для слива температурный режим перевозимого продукта.

Создание подобной модели остывания вязких нефтепродуктов для теплоизолированного котла оборудованного теплогенераторами затруднительно в силу ограниченной симметричности модели по радиусу. Для учёта геометрических особенностей модели построена трёхмерная модель (рис. 3.).

Рис. 3. Изменение температуры 1 - 7 сутки, в различных "ючках модели

В целом к концу расчетного периода температура нефтепродуктов в цистерне колеблется в пределах 5-10 градусов. Минимальная температура на седьмые сутки наблюдается в наиболее удаленной от теплогенератора точке С и составляет 289 К. Температура в центре котла точка В на седьмые сутки, составляет 294 К. Температура в теплогенераторе точка А - 303 К. Стенка котла цистерны точка Э прогрелась до 293 К. Температура теплоизоляции в точке Е составила 270 К.

Средняя температура в данной модели ниже средней температуры полученной для модели теплоизолированной цистерны без теплогенераторов. Согласно закону Фурье: ц = -^'5гас1(1) - поток энергии, передающейся посредством только теплопроводности, пропорционален градиенту температуры. Иными словами, поддерживая большую разность температур, мы поддерживаем тепловой поток через стенки цистерны в окружающую среду.

Следовательно, оптимальным режимом работы является включение теплогенераторов на конечном этапе перевозок. При выключенных теплогенераторах, областями значительных тепловых потерь являются торцы цистерны и сами теплогенераторы. Для обеспечения температурного режима необходимо утолщение слоя теплоизоляции в областях значительных тепловых потерь.

Проведенные расчеты показали, что для обеспечения температурного режима нефтепродуктов при перевозке на малые расстояния (срок доставки -до . 7 дней) достаточно теплоизолирующего покрытия. Предлагаемый теплогенератор, как устройство подогрева нефтепродуктов в пути, целесообразно использовать при продолжительности перевозок свыше 7 дней. Наибольший эффект достигается при включении теплогенератора на заключительном этапе перевозок.

В четвертой главе Представлены результаты экспериментальных исследований, проведенных с моделями устройств: теплогенератор прямого нагрева, теплоизолированная цистерна, устройство для разогрева железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами, устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов. Изменение температуры регистрировалось с помощью прибора для измерения температуры Center 314 с термопарой ТР-К01 (диапазон измерения температуры от -50 °С до 200 °С, погрешность измерений ±0.75%). Данные экспериментов записывались в цифровом виде для дальнейшей обработки на персональном компьютере с использованием пакета программ MathCAD 2001. В целом, во всех экспериментах нагрев газа теплогенератором с погрешностью до 5% описывается нестационарной нульмерной моделью.

Теплогенератор содержит корпус, выполненный в виде поддона, большей частью своей внешней поверхности охватывающего обогреваемый объект. Теплогенератор преобразует механическую энергию привода в тепловую. Часть отдаваемого корпусом тепла идет на разогрев обогреваемого объекта. Корпус обогреваемого объекта снаружи теплоизолирован, например пенополиуретаном. Дополнительная теплоизоляция позволяет снизить энергоемкость теплогенератора и производить подогрев обогреваемого объекта в пути.

Экспериментальная модель теплогенератора представляет собой электродвигатель с крыльчаткой, мощностью 390Вт, заключенный в герметичный корпус, имеющий входное и выходное отверстия. Опыты проводились на воздухе в качестве рабочего газа при начальных температурах от-27 °С до +30° С.

Экспериментальным путем было определено, что для нормальной работы установки разогрева без перекаливания и с соблюдением правил пожарной безопасности температура газа не должна превышать 60 °С. Ограничения главным образом объясняются свойствами материала корпуса. После проведения дополнительных исследований было принято решение продолжить испытания теплогенератора в реальных условиях (рис.4).

Рис. 4. Прогрев воздуха в емкости в случае работы основной системы обогрева с использованием теплогенератора (1) и без него (2)

Данное устройство было использовано для обогрева емкости объемом 3200 л, при установленной системе обогрева с жидким теплоносителем, и использовалось в качестве предварительного нагревателя воздуха. Применение теплогенератора позволяет прогреть воздух до прогрева основной системы

обогрева с жидким теплоносителем. В случае, представленном на рис. 4., начальная температура воздуха составляла -17.3°С.

На рис. 4. показано изменение температуры воздуха в емкости в случае работы основной системы обогрева с теплогенератором и без него. Хорошо видно, что колебания температуры в случае работы теплогенератора выше, что свидетельствует о необходимости установки дополнительных приспособлений для гашения колебаний. Между тем, применение теплогенератора даже столь малой мощности позволяет повысить интенсивность нагрева, при температурах окружающей среды порядка -20°С, в 3 раза.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о перспективности разработки и использования на железнодорожном транспорте систем прямого нагрева в качестве дополнительных ресурсосберегающих устройств.

Ожидаемый экономический эффект (за зимний период) от сокращения времени простоя 50 цистерн на пункте выгрузки при использовании теплоизолированной цистерны с теплогенераторами составит 1800000 руб.

Предложен подход к модернизации железнодорожных цистерн на основе современных теплоизоляционных материалов. Проведен эксперимент по изучению возможности теплоизоляции. Замерялась температура воды остывающей в теплоизолированной емкости при комнатной температуре. Металлическая емкость (Ь = 0,135, Я = 0,075) покрыта теплоизолирующем слоем толщиной 0,05 м и заполнена водой при температуре 91 °С. Внутри емкости расположен датчик измерения температуры ТР-К01. Емкость герметично закрыта. Температура окружающей среды 20,6 °С.

На рис. 5. представлены результаты эксперимента Тх в сравнении с данными, полученными аналитическим путем Тг. На графике видно, что аналитическое решение показывает хорошую сходимость с экспериментальными данными.

В целом, исходя из полученных данных, можно заключить, что для обеспечения температурного режима нефтепродуктов при перевозке на малые расстояния достаточно теплоизолирующего покрытия. А, учитывая, что в последнее время получили широкое распространение цистерны с паровой

рубашкой, можно говорить и об экономии пара в случае необходимости разогрева цистерны.

Щ, °С

90 - \

60 Тг

Т\ -

30 , -

О 400 800 1200 1 600 t.vam Рис. 5. Изменение температуры в теплоизолированной емкости

Ожидаемый экономический эффект на пункте выгрузки за год (зимний период) до 4912220 руб. Кроме того, стоимость новой термос-цистерны порядка 2600 тыс. руб., в то время как стоимость покрытия одной находящейся в эксплуатации цистерны стоимостью 1300 тыс. руб. теплоизоляционным слоем составит 75,5 тыс. руб.

Таким образом, при нанесении покрытия получаем цистерну стоимостью 1375,5 тыс. руб. с теми же теплоизоляционными характеристиками, что и термос-цистерна стоимостью 2600 тыс. руб. При этом стоимость модифицированной цистерны возрастает на 5-10%, а затраты на. перевозку, выгрузку и простой вагонов значительно снижаются.

Предложено устройство для механического разогрева застывших нефтепродуктов при выгрузке из железнодорожных цистерн рис. 6. Устройство преобразует механическую энергию привода во внутреннюю энергию нефтепродуктов.

Проведен ряд экспериментов по прямому нагреву синтетического масла. В экспериментах используются: электрический двигатель мощностью 150 Вт, две пластмассовые емкости объемом 300 и 500 мл. Емкость объемом 300 мл закреплена внутри емкости 500 мл с помощью пенопластовых шин. Внешняя

емкость заполнена маслом, таким образом, обеспечивается масляная изоляция внутреннего сосуда от термического воздействия внешней среды. Сосуд с меньшим объемом является рабочим и содержит 300 г нагреваемого масла. Вал двигателя оснащен перемешивающим механизмом, выполненным в виде шнека. Также используется модифицированный перемешивающий механизм представляющий собой пластину, закрепленную на оси шнека.

2 - вал, 3 - электродвигатель, 4, 5 - внешняя и внутренняя рамы, б -механизм подъема, 7 - замок, 8 - каретка

В ходе экспериментов перемешивающий механизм опускается в рабочий сосуд и приводится в движение электрическим двигателем. Перемещение слоев масла создает межмолекулярное трение, а, следовательно, и нагрев масла. Иными словами происходит прямое преобразование механической энергии вращения во внутреннюю энергию масла.

Проведен нагрев масла посредством перемешивающего механизма и без устройства нагрева. Начальная температура масла составляла -25.5°С в обоих случаях. Результаты экспериментов представлены на рис. 7.

Рис. 7. Температура масла: ТI - нагрев предложенным устройством, Т2 - нагрев без устройства, 7э - разность температур

Кривая 7'3 является разностью температур Т\ и Т2. На рисунке видно, что наибольшая разница между первым и вторым экспериментом наблюдается в первые 5 минут нагрева. Таким образом, можно предположить, что использование прямого нагрева наиболее эффективно в первые минуты нагрева. Учитывая механизм прямого нагрева, справедливо будет полагать, что такая эффективность нагрева обеспечивается высокой плотностью масла.

Таким образом, в ходе экспериментов выявлено, что повышение эффективности работы устройства возможно за счет увеличения переносимых масс продукта путем изменения формы и размеров перемешивающей насадки.

Предложено устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов, состоящее из узла без насосной подачи перегретого пара и приемника стоков. Устройство монтируется на нижнем сливном отверстии при закрытой во время процедуры очистки горловине цистерны.

Проведенный эксперимент позволил выявить снижение расхода пара, вследствие закрытия горловины цистерны и сокращения времени процедуры пропарки. По технологии пропарка через горловину цистерны занимает 1 час, в нашем случае пропарка длится 15 минут. Слив конденсата во время пропарки,

избыточное давление пара и простота эксплуатации устройства позволили сократить весь процесс до 40 минут. Кроме того, в предложенном устройстве совмещение процесса пропарки и слива остатков нефтепродуктов исключает их оседание на дне котла цистерны и повышает эффективности очистки.

Основные выводы

В результате проведенных исследований были получены следующие основные выводы:

1. Проведенный сравнительный анализ позволил выработать совокупность составляющих элементов (влияние свободной конвекции, геометрия объекта и теплофизические параметры его стенок) и разработать общую модель для систем прямого нагрева, упрощенную модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке по радиусу, модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке, при фиксированной угловой координате, трехмерную модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне. Достоверность моделей проверена экспериментально.

2. На основании исследований предложенных моделей выбраны параметры технических устройств термостабилизации. Для обеспечения температурного режима выгрузки нефтепродуктов, при перевозках продолжительностью до 7 суток, достаточно теплоизолирующего покрытия толщиной 50 мм. Использование теплогенераторов мощностью 1800 Вт в качестве устройства нагрева в пути целесообразно при длительности перевозок свыше 7 суток. Температурный режим выгрузки в цистерне достигается при включении теплогенераоторов на заключительном этапе перевозок. Абсолютная погрешность составила 4.5°С для модели теплоизолированной оболочки с вязкими нефтепродуктами и 6.5°С для модели оболочки с вязкими нефтепродуктами без теплоизоляции. Относительная погрешность составила 1.5% для случая с теплоизоляцией и 2.5% для модели без теплоизоляции.

3. Предложенные системы могут быть использованы для повышения эффективности выгрузки и очистки железнодорожных цистерн от остатков нефтепродуктов. Устройства могут быть стационарными и использоваться в процессе перевозок. Проведенные экспериментальные исследования

подтвердили быстрый выход на рабочий температурный режим теплогенератора с темпом 3°С/мин, достоверность результатов моделирования теплоизолированной емкости с вязкими нефтепродуктами (погрешность в пределах 5%). По результатам экспериментальных исследований стационарных систем термостабилизации установлено повышение производительности устройства механического разогрева железнодорожных цистерн за счет применения измененной перемешивающей насадки в 4 раза, подтверждена эффективность очистки котла цистерны предложенным устройством за счет создания избыточного давления в котле цистерны, выявлено снижение расхода водяного пара порядка 35% и сокращение времени очистки в четыре раза.

4. Ожидаемый экономический эффект от сокращения простоя цистерн на пункте выгрузки при применении теплогенератора - до 1800 тыс. руб. Ожидаемый экономический эффект на пункте выгрузки за год (зимний период) при использовании теплоизоляции: от сокращения энергозатрат на разогрев вязких нефтепродуктов - до 4912 тыс. руб., от сокращения потерь теплоты через стенки цистерны в окружающую среду при разогреве в цистернах с паровой рубашкой - до 645 тыс. руб. Предложенный подход позволяет модернизировать уже эксплуатируемые и вновь создаваемые железнодорожные цистерны. При этом стоимость модифицированной цистерны возрастает на 510%, а затраты на перевозку, выгрузку и простой вагонов значительно снижаются. Затраты на создание одного устройства очистки железнодорожных цистерн от остатков нефтепродуктов составят 5 тыс.руб. Капитальные затраты на производство устройства механического разогрева составят 65 тыс. руб., что на 48% ниже относительно средних затрат на производство существующих устройств разогрева.

Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в следующих печатных работах:

1. Васильев Д.А. Численный расчет в сравнении с теорией внутренней баллистики для плазматрона [Текст] / Д.А. Васильев // Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых СамИИТ. - Выпуск 3. - Самара: СамИИТ, 2001. -С.12-13.

2. Васильев Д.А. Теплогенераторы с газодинамическим нагревом прямого действия [Текст] / Д.А. Васильев, Д.Б. Волов // Обозрение прикладной и промышленной математики. - Том 13. - Выпуск 5. - М.: Издательство ТВП, 2006. - С.844-845.

3. Васильев Д.А. Теплоперенос в устройствах прямого нагрева для нефтеналивных железнодорожных цистерн [Текст] / Д.А. Васильев, В.Т. Волов, Д.Б. Волов // Обозрение прикладной и промышленной математики. - Том 14. -Выпуск 4. - М.: Издательство ТВП, 2008. - С.841-842.

4. Волов Д.Б. Теплогенераторы прямого нагрева в качестве дополнительных ресурсосберегающих устройств на транспорте [Текст] / Д.Б. Волов, Д.А. Васильев // Вестник СамГАПС. - Выпуск 6. - Самара: СамГАПС, 2006. - С.86-90.

5. Васильев Д.А. Математическая модель расчета теплопереноса в теплоизолированной железнодорожной цистерне [Текст] / Д.А. Васильев, В.Т. Волов, Д.Б. Волов, B.JI. Шур // Вестник транспорта Поволжья. - Выпуск 3 (15). - Самара: СамГУПС, 2008. - С.58-63.

6. Васильев Д.А. Теплогенераторы прямого нагрева в качестве дополнительных ресурсосберегающих устройств на транспорте [Текст] / Д.А. Васильев, Д.Б. Волов // Материалы 3-й Международной научно практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (5-6 декабря, 2006 г., г. Самара). - Самара: СамГАПС, 2006. - С.69-71.

7. Пат. №65029 Российская Федерация, МПК B65D 88/74 Устройство для разогрева железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами / Волов Д.Б., Васильев Д.А., Васильев А.Н., Спирюгова М.А.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. Академия путей сообщения. - № 2007100282/22; заявл. 09.01.2007; Опубл. 27.07.2007 Бюл. №21. -4 е.: ил.

8. Пат. 79459 Российская Федерация, МПК В08В 9/08 Устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов / Спирюгов A.A., Спирюгова М.А., Волов Д.Б., Васильев Д.А.; заявитель и патентообладатель Самарская гос. Академия путей сообщения. - №2008129460/22; заявл. 17.07.2008; Опубл. 10.01.2009, Бюл. №1.-4 е.: ил.

Васильев Дмитрий Александрович Совершенствование железнодорожной цистерны для вязких нефтепродуктов и ее эксплуатационных характеристик на основе устройств термостабилизации

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Подписано в печать 8.04.2010 г. Формат 60x90 1/16. Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ №52.

Отпечатано в Самарском государственном университете путей сообщения. 443022, Самара, Заводское шоссе, 18.

Введение.

Глава 1. Теплотехнические устройства обеспечения температурного режима и выгрузки вязких и застывающих нефтепродуктов.

1.1. Подходы к решению проблемы выгрузки вязких нефтепродуктов в зимний период.

1.2. Теплоизолирующие системы железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами.

1.3. Устройства нагрева в пути железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами.

1.4. Устройства нагрева при выгрузке железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами.

Выводы.

Глава 2. Моделирование устройств нагрева застывающих и вязких нефтепродуктов в железнодорожной цистерне.

2.1. Нестационарные модели устройства прямого нагрева и остывания вязких нефтепродуктов в цистерне.

2.2. Аналитическое трехмерное решение задачи об остывании теплоизолированной железнодорожной цистерны.

2.3. Свободная тепловая конвекция в задачах об остывании вязких нефтепродуктов в замкнутых объемах.

Выводы.

Глава 3. Численная реализация моделей устройств термостабилизации вязких нефтепродуктов.

3.1. Решение нульмерной и одномерной нестационарных моделей систем прямого нагрева.

3.2. Двухмерная нестационарная осесимметричная модель остывания вязких нефтепродуктов в цистерне.

3.3. Трехмерная нестационарная модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне с теплогенераторами.

Выводы.

Глава 4. Экспериментальные исследования устройств термостабилизации разработанных автором диссертации.

4.1. Экспериментальные исследования теплогенератора прямого нагрева.

4.2. Повышение эффективности эксплуатации железнодорожных цистерн.

4.3. Экспериментальные исследования устройства механического разогрева железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами

4.4. Экспериментальные исследования устройства для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов.

Выводы.

Актуальность работы.

В настоящее время на сети железных дорог эксплуатируется более 230 тысяч цистерн (по данным ОАО «РЖД» 2008г.). Из них самую большую группу составляют цистерны для светлых нефтепродуктов, вторая по численности группа цистерн предназначенных для перевозки вязких грузов. Учитывая условия эксплуатации цистерн при значительных температурных колебаниях для их слива в определенные периоды года необходимо применять систему разогрева. Характерные конструкции - цистерны с парообогревательным кожухом или электронагревателем. Наряду с такими цистернами эксплуатируются и контейнер-цистерны. Для разогрева применяются стационарные комплексы с электрическими или паровыми нагревательными элементами, а также паровые пики.

В некоторых случаях применяют системы постоянной термостабилизации, что существенно влияет на надежность, долговечность и сложность конструкции. Некоторые виды продукции перевозятся в охлажденном состоянии и перед транспортировкой специально охлаждаются.

Для обеспечения нормированной температуры слива необходимо иметь либо стационарные устройства (электрический или паровой нагрев), либо термоизоляцию, либо устройства нагрева в пути.

Вопросами создания цистерн с термоизоляцией и технических средств разогрева занимались «Азовмаш» (В.К. Губенко, А.П. Никодимов, Г.К. Жилин и др.) [139]. Более подробно классификация цистерн и их устройства, включая цистерны с теплоизоляцией и системами термостабилизации, рассмотрена в публикациях кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство", МИИТ (Р.С. Глазкова, Р.Ф. Канивец, В.Н. Котуранов, К.В. Мотовилов, А.В. Смольянинов, И.Б. Феоктистов, В.Н. Филиппов, Г.Ф. Чугунов, В.М. Бубнов) [137].

Вязкие нефтепродукты при температуре окружающей среды -20°С застывают на вторые сутки транспортировки. С целью снижения простоя цистерн при разгрузке вязких нефтепродуктов на цистерну устанавливается дополнительный элемент, который за счет потребления энергии вращения колесной пары производит нагрев перевозимого груза. В связи с этим целесообразно применение такой системы на цистернах для вязких нефтепродуктов. Из-за непостоянной скорости движения состава возможны перебои в работе предложенной системы нагрева. Для обеспечения теплового режима целесообразно применение тепловой изоляции, способной компенсировать потери тепла.

Предложено рассмотреть вопрос создания новой версии цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов, экономичной с точки зрения эксплуатации. В работе также рассмотрены устройство нагрева стационарного типа и устройство очистки цистерн от остатков нефтепродуктов.

Объект данного исследования: железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов с термоизоляцией и источниками нагрева.

Предмет исследования: совершенствование железнодорожной цистерны для вязких нефтепродуктов, на основе разработки энергетических систем с улучшенными теплообменными характеристиками (устройства прямого нагрева, тепловая изоляция, устройство очистки).

Цель и задачи исследований.

Целью исследований является разработка предложений по совершенствованию конструкции и повышению эффективности эксплуатационных характеристик железнодорожных цистерн для вязких нефтепродуктами на основе создания устройств термостабилизации и систем технического обслуживания.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Провести анализ существующих разработок и устройств термостабилизации нефтепродуктов в железнодорожных цистернах на основе критерия продолжительности перевозок, а также сравнительный анализ существующих моделей термостабилизации по объемным и энергетическим характеристикам, с выявлением путей и методов достижения цели исследования.

2. На основании анализа существующих разработок и моделей термостабилизации построить модели предлагаемых устройств, позволяющих изучить процесс термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах.

3. Разработать экспериментальные модели устройств термостабилизации (теплогенератор прямого нагрева, тепловая изоляция, устройство механического разогрева, устройство очистки), провести экспериментальные исследования по выявлению особенностей прямого нагрева вязкой жидкости, определению эффективности их работы и подтверждению достоверности результатов моделирования.

4. Рассчитать экономический эффект от сокращения времени простоя цистерн на выгрузке и снижения энергетических затрат, капитальные затраты на создание предложенных устройств в сравнении с существующими разработками.

Методы исследований.

Поставленные задачи решены с использованием: методов аналитического исследования, включающих: построение математической модели, с целью выявления зависимостей изменения температуры исследуемого материала по времени; численных методов, включающих: построение моделей на основе дифференциальных уравнений в частных производных (решаемых методом конечных элементов); применение функции Бесселя и теории подобия, для решения уравнений тепломассопереноса; обработку полученных экспериментальных данных; выявление степени соответствия предлагаемого аналитического описания работе реальных устройств; сравнение численной модели и эксперимента; методов экспериментального исследования на моделях, с нагревом или поддержанием температуры исследуемого материала в замкнутом объеме, регистрации и обработки необходимых параметров.

Научная новизна.

1. Разработана трехмерная нестационарная модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке с источниками теплопритоков, решающая задачу по изменению температурного поля вязких нефтепродуктов в оболочке с учетом эффекта свободной конвекции без привлечения уравнений гидродинамики, геометрии и теплофизических свойств стенок оболочки при наличии источников тепла.

2. Экспериментально, впервые, получены температурные поля для теплоизолированной железнодорожной цистерны с вязкими нефтепродуктами оборудованной теплогенераторами, на основании которых определены толщина тепловой изоляции и рациональные режимы работы теплогенераторов, необходимые для эффективной термостабилизации перевозимого груза.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ существующих разработок и устройств термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожных цистернах на основе критерия продолжительности перевозки.

2. Сравнительный анализ существующих моделей устройств термостабилизации по объемным и энергетическим характеристикам:

- общая и упрощенная нестационарные модели устройств термостабилизации;

- аналитическое трехмерное решение задачи об остывании вязких нефтепродуктов в теплоизолированной железнодорожной цистерны;

- влияние свободной тепловой конвекции в задачах об остывании вязких нефтепродуктов в замкнутых объемах.

3. Численная реализация нестационарных моделей устройств термостабилизации:

- общей модели для системы прямого нагрева;

- упрощенной модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке по радиусу;

- модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке, при фиксированной угловой координате;

- трехмерной модели остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне.

4. Разработанные предложения по обеспечению термостабилизации вязких нефтепродуктов в железнодорожной цистерне и их теплотехнические параметры.

Достоверность научных положений и выводов.

Достоверность результатов подтверждается данными, полученными в ходе экспериментальных исследований автора на моделях и натурных объектах.

Практическая ценность.

1. Предложен теплогенератор прямого нагрева, позволяющий сохранить вязкие нефтепродукты в жидком состоянии при длительности перевозок свыше семи суток.

2. Экспериментально доказана эффективность термостабилизации железнодорожных цистерн напыляемой пенополиуретановой тепловой изоляцией, что позволяет рекомендовать ее для модернизации уже эксплуатируемых и вновь создаваемых железнодорожных цистерн.

3. Разработана экспериментальная модель устройства для механического разогрева железнодорожных цистерн с вязкими нефтепродуктами, позволившая повысить производительность устройства за счет применения измененной перемешивающей насадки в 4 раза.

4. Разработано устройство очистки котла цистерны от остатков нефтепродуктов, снижающее расход водяного пара на 35% и сокращающее время очистки в четыре раза.

Апробация работы.

Результаты работы и ее отдельные положения докладывались на XXVIII Самарской областной студенческой научной конференции (г. Самара, СГАУ 2002г.); на 7-ом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Йошкар-Ола, 2006г.); на 3-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта» (г. Самара, СамГАПС 2006г.), представлены на VIII Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Адлер, 2007г.); на расширенном научно-техническом семинаре кафедры «Вагоны» (г. Самара, СамГУПС, 2009г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе статей - 4, из них - 1 в ведущих рецензируемых научных изданиях, определенных ВАК РФ, тезисов докладов на конференциях - 2, патенты на полезную модель - 2.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации 140 страниц, включая 64 рисунка, 4 таблицы и библиографический список литературы из 170 наименований.

Выводы:

Проведенные эксперименты показали эффективность нагрева газа теплогенератором и возможность его применения как дополнительной системы обогрева на транспорте в зимний период.

Предложенный способ повышения эффективности эксплуатации в зимний период железнодорожных цистерн позволяет удешевить перевозки вязких и застывающих продуктов за счет сокращения потерь рабочего времени на слив продукта до технологического минимума, обеспечивая необходимую цикличность производства.

Предложенное устройство для разогрева железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами продуктивно применять на начальных этапах нагрева. Улучшение работы устройства возможно за счет увеличения переносимых масс продукта путем изменения формы и размеров перемешивающей насадки.

Устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов эффективно очищает котел цистерны, обеспечивает снижение расхода перегретого пара и сокращение времени очистки.

Заключение

1. Проведенный сравнительный анализ позволил выработать совокупность составляющих элементов (влияние свободной конвекции, геометрия объекта и теплофизические параметры его стенок) и разработать общую модель для систем прямого нагрева, упрощенную модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке по радиусу, модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной оболочке, при фиксированной угловой координате, трехмерную модель остывания вязких нефтепродуктов в теплоизолированной цистерне. Достоверность моделей проверена экспериментально.

2. На основании исследований предложенных моделей выбраны параметры технических устройств термостабилизации. Для обеспечения температурного режима выгрузки нефтепродуктов, при перевозках продолжительностью до 7 суток, достаточно теплоизолирующего покрытия толщиной 50 мм. Использование теплогенераторов мощностью 1800 Вт в качестве устройства нагрева в пути целесообразно при длительности перевозок свыше 7 суток. Температурный режим выгрузки в цистерне достигается при включении теплогенераоторов на заключительном этапе перевозок. Абсолютная погрешность составила 4.5°С для модели теплоизолированной оболочки с вязкими нефтепродуктами и 6.5°С для модели оболочки с вязкими нефтепродуктами без теплоизоляции. Относительная погрешность составила 1.5% для случая с теплоизоляцией и 2.5% для модели без теплоизоляции.

3. Предложенные системы могут быть использованы для повышения эффективности выгрузки и очистки железнодорожных цистерн от остатков нефтепродуктов. Устройства могут быть стационарными и использоваться в процессе. перевозок. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили быстрый выход на рабочий температурный режим теплогенератора с темпом 3°С/мин, достоверность результатов моделирования теплоизолированной емкости с вязкими нефтепродуктами (погрешность в пределах 5%). По результатам экспериментальных исследований стационарных систем термостабилизации установлено повышение производительности устройства механического разогрева железнодорожных цистерн за счет применения измененной перемешивающей насадки в 4 раза, подтверждена эффективность очистки котла цистерны предложенным устройством за счет создания избыточного давления в котле цистерны, выявлено снижение расхода водяного пара порядка 35% и сокращение времени очистки в четыре раза. 4. Ожидаемый экономический эффект от сокращения простоя цистерн на пункте выгрузки при применении теплогенератора - до 1800 тыс. руб. Ожидаемый экономический эффект на пункте выгрузки за год (зимний период) при использовании теплоизоляции: от сокращения энергозатрат на разогрев вязких нефтепродуктов - до 4912 тыс. руб., от сокращения потерь теплоты через стенки цистерны в окружающую среду при разогреве в цистернах с паровой рубашкой - до 645 тыс. руб. Предложенный подход позволяет модернизировать уже эксплуатируемые и вновь создаваемые железнодорожные цистерны. При этом стоимость модифицированной цистерны возрастает .на 510%, а затраты на перевозку, выгрузку и простой вагонов значительно снижаются. Затраты на создание одного устройства очистки железнодорожных цистерн от остатков нефтепродуктов составят 5 тыс.руб. Капитальные затраты на производство устройства механического разогрева составят 65 тыс. руб., что на 48% ниже относительно средних затрат на производство существующих устройств разогрева.

1. А. с. 11384 СССР Автоматическая цистерна для перевозки цемента и др. сыпучих материалов / В.В. Осинский Б.И. 1929

2. А. с. 20748 СССР Подогреватель для парафинистого мазута / А.Д. Чобруцкий А.Д. Б.И. 1931

3. А. с. 69032 СССР Автомобиль для перевозки горячей асфальтовой массы / Н.Н. Ильин Б.И. 1947

4. А. с. 95890 СССР Способ изготовления цилиндрического корпуса вертикальных металлических сварных резервуаров / Н.Е. Носенко, Е.А. Торгоненко Б.И. 1952

5. А. с. 126750 СССР Прицепной растворовоз / К.М. Константинов, К.М. Королев, В.А. Огиевич, М.В. Фокин Б.И. 1960 №05

6. А. с. 126798 СССР Сверхцентрифуга с гидравлической выгрузкой пластичных осадков / О.А. Коробчанский, Ю.И. Шарецкий, В.В. Шперер Б.И. 1960 №05

7. А. с. 130536 СССР Установка для разогрева вязкого продукта в железнодорожных цистернах / Г.В. Мельник Б.И. 1960 №15

8. А. с. 130786 СССР Прицеп-растворовоз / В.И. Быков, Д.Б. Выгодский, М.А. Гуревич, К.М. Константинов, К.М. Королев, В.А. Огиевич, М.В. Фокин, В.А. Якушев Б.И. 1960 №15

9. А. с. 152889 СССР Паровой трубчатый подогреватель вибрационного типа для разогрева вязких нефтепродуктов в емкости / Х.Г. Усманов Б.И. 1963 №3

10. А. с. 163198 СССР Устройство для разогрева вязких жидкостей в цистернах паром или другим теплоносителем / В.П. Свиридов, Ю.Г. Исупов, Ю.А. Сковородников, В.Г. Юртаев, В.А. Яковлев, В.Г. Гайсина Б.И. 1964 №12

11. А. с. 171423 СССР Устройство для разогрева нефтепродуктов в цистерне и ее опорожнения / Л.А. Ткачук, Н.Е. Цаплев Б.И. 1965 №11

12. А. с. 171485 СССР Подогреватель вязких и застывающих жидкостей в емкостях / И. Ф. Ларченко Б.И. 1965 №11

13. А. с. 180096 СССР Самосвальный кузов / В. Ф. Бихин Б.И. 1966 №06

14. А. с. 208524 СССР Устройство для аэрации сыпучих материалов в рабочих камерах пневматических установок / В. А. Раков, Ю. Б. Алейников, С. П. Терентьева, Ю. В. Чернышев Б.И. 1967 №03

15. А. с. 233724 СССР Устройство для подогрева вязких жидкостей в железнодорожных цистернах при сливе / Н.Г. Болдов, С.И. Братцев, А.Н. Левенцов, Ю.Н. Пушков, В.П. Свиридов, Б.В. Торбеев , А.И. Шапилов Б.И. 1969 №03

16. А. с. 243652 СССР Установка для подогрева и слива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн / В. Е. Губин, В. П. Свиридов, А. Н. Левенцов, Н. Г. Болдов, С. И. Братцев , А. И. Шапилов Б.И. 1969 №17

17. А. с. 292031 СССР Гидроприводная глубинно-насосная установка / А.Г. Молчанов, Г В. Молчанов Б.И. 1971 №04

18. А. с. 304160 СССР Котел железнодорожной цистерны с камерами для подогрева / А.П. Котюк, В.Г. Челбарах, Н.И. Гузь, В.М. Бубнов, В.П. Литовка, Р.М. Герман Б.И. 1971 №17

19. А. с. 306996 СССР Железнодорожная цистерна для транспортирования затвердевающих жидкостей / Н.С. Князев, Г.С. Ивченко, A.M. Берестовой Б.И. 1971 №20

20. А. с. 351880 СССР Рециркуляционная нагревательная установка / В.В. Арсеньев, С. М. Куропаткин Б.И. 1972 №28

21. А. с. 377354 СССР Рециркуляционная нагревательная установка / П. И. Тевис, В. А. Ананьев, В: М. Крюков Б.И. 1973 №18

22. А. с. 381577 СССР Устройство для разогрева вязких жидкостей в цистернах / О.В. Варичев, В.И. Бражников, П.И. Варенец Б.И. 1973 №22

23. А. с. 396127 СССР Моечная головка / В.Я. Маркевич, Н. М. Зайковскищ Д.В. Добролюбов, А.Ф. Белов, В.В. Крюковский, В.Г. Крючек, С.Ф. Важенин, В.М.

24. Максименко, В.В. Волынский, В.В. Крупин, B.C. Мельников, И.К. Комаров, А.А. Фомин Б.И. 1973 №36

25. А. с. 402401 СССР Моечная головка / Д.Г. Главинский, А.А. Андреев Б.И.1973 №42

26. А. с. 418421 СССР Способ слива высоковязких нефтепродуктов из железнодорожной цистерны / В.П. Свиридов, А.В. Сидоренко, М.Н. Фокин Б.И.1974 №09

27. А. с. 421520 СССР Автобетоносмеситель / П.Г. Агевич, А.Г. Варушкин, М.И. Глущенко, И.М. Дражнер, М.И. Звиняцковский, К.М. Королев, В.В. Лютых, Х.Ф. Рыбак Б.И. 1974 №12

28. А. с. 436217 СССР Аэродинамическая сушильная камера для пиломатериалов / И. Г. Корчаго , А. Я. Игумнов Б.И. 1974 №26

29. А. с. 436769 СССР Устройство для нагрева жидкости в резервуаре / В.И. Варцаба Б.И. 1974 №27

30. А. с. 458691 СССР Тепловой насос / А.В. Серогодский, И.Г. Сосницкий, JI.A. Хоменок, И.И Просветов, А.И. Кузин, Л.П. Летюк Б.И. 1975 №4

31. А. с. 461482 СССР Погружной электрический нагреватель / М.Б. Гутман, Б.А. Ивантотов, В.Г. Кауфман, Ю.Н. Тарасов, С.П. Корсак, А.Н. Божков, А.А. Ионов, В.А. Рузинова, Г.Д. Яневский, Н.Б. Каган Б.И. 1975 №27

32. А. с. 485020 СССР Опорный узел котла железнодорожного вагона-цистерны для транспортировки высокотемпературных жидкостей / A.M. Берестовой, В.В. Пархотько, В.М. Бубнов, Ф.М. Заяц Б.И. 1975 №35

33. А. с. 487290 СССР Аэродинамический нагреватель / А.Л. Дудник, А.И. Тюмеров, А.П. Поклонский Б.И. 1975 №37

34. А. с. 517547 СССР Устройство для подогрева и нижнего слива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн / В.П. Свиридов, А.В. Сидоренко Б.И. 1976 №22

35. А. с. 523948 СССР Рециркуляционное нагревательное устройство / В.Н. Комаров, И.Е. Селиванов, И.С. Гудков Б.И. 1976 №29

36. А. с. 544597 СССР Устройство для разогрева вязких жидкостей в цистернах /1. B.Г. Алеев Б.И. 1977 №04

37. А. с. 583012 СССР. Железнодорожная цистерна для низкокипящих жидкостей / Т.Н. Балахонцева, А.Ф. Буньков, И.А. Воротников, О.Б. Дайбель, М.П. Деменев, Г.И. Домашевский, В.И. Жеребин, В.А. Жигало, Т.Г. Синицына, Ю.Г. Федоров, Б.И. 1977

38. А. с. 595192 СССР Устройство для разогрева затвердевающих жиров в железнодорожных цистернах / И.С. Резниченко, С.И. Эстерис, В.И. Муляр, Н.П. Иванов, А.П. Бакуров, Г.Е. Стецура, Н.И. Лисица, П.Е. Кляус Б.И. 1978 №08

39. А. с. 605773 СССР Устройство для разгрузки железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами / В.Ф. Скакун, Г.И. Нюхтиков, Б.В. Будыко, А.И. Евтушенко, B.C. Аминов, В.М. Мослюков, В.В. Токарев, А.П. Ивайкин, Г.М. Малых Б.И. 1978 №17

40. А. с. 617341 СССР Установка для разогрева высоковязких жидкостей в железнодорожных цистернах при сливе / Н.А. Тюрин Б.И. 1978 №28

41. А. с. 619764 СССР Способ работы рециркуляционной сушильной установки / О.А. Кремнев, И.О. Пиевский, И.З. Милыдтейн Б.И. 1978 №30

42. А. с. 694428 СССР Железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей / A.M. Берестовой, Г.П. Солодкий, Е.М. Шкутов

43. C.А. Азаренко Б.И. 1979 №40

44. А. с. 703395 СССР Железнодорожная цистерна для транспортирования затвердевающих жидкостей /В.В. Пархотько, Г.П. Солодкий, Е.М. Шкутов, А.Г. Кужель, С.А. Азаренко Б.И. 1979 №46

45. А. с. 706271 СССР Цистерна для транспортирования затвердевающих жидкостей / Е.М. Шкутов, С.А: Азаренко, A.M. Берестовой, Ф.М. Заяц, Л.П. Улан, Л.И. Боровская, Г.П. Солодкий Б.И. 1979 №48

46. А. с. 712298 СССР Цистерна для перевозки вязких продуктов / Л.Г. Шевченко, P.M. Герман Б.И. 1980 №04

47. А. с. 712299 СССР Железнодорожная цистерна для, перевозки затвердевающих продуктов / Н.П. Павлюченко, Б.Х. Адамов, А.А. Лорей, А.Г. Кужель Б.И. 1980 №04

48. А. с. 741964 СССР Устройство для мойки внутренней поверхности емкостей / В .В. Воинцев, В.И. Кузнецов, Б.В. Рискин Б.И. 1980 №23

49. А. с. 763610 СССР Устройство для нагрева жидкости в емкости / Б.Ф. Кушнир, А.Г. Минчин Б.И. 1980 №34

50. А. с. 785120 СССР Устройство для разогрева застывающих жидкостей / Г.М. Водяник, B.C. Крутиков, И.П. Стрельцов, П.С. Карастан, О.В. Чернов, A.M. Берестовой, Г.П. Солодский, Н.С. Князев Б.И. 1980 №45

51. А. с. 818932 СССР Автомобиль для перевозки вязких расслаивающихся материалов / С.Н. Земзеров, А.И. Васильев, М.Д. Смирнов Б.И. 1981 №13

52. А. с. 885114 СССР Цистерна для вязких продуктов / А.В. Донченко, B.C. Лагута, P.M. Герман, Ю.А. Холод, А.П. Котюк, Ю.А. Бекасов Б.И. 1981 №44

53. А. с. 943134 СССР Цилиндрический резервуар / Л.Н. Лившиц, В.Г. Дубовик, Г.Н. Якунин Б.И. 1982 №26

54. А. с. 992286 СССР Поглощающий аппарат автосцепки железнодорожного транспортного средства / Н.Н. Рахманов Б.И. 1983 №04

55. А. с. 995884 СССР Способ сепарации полезных ископаемых и устройство для его осуществления / A.M. Онищенко, В.П. Белоножко, Л.В. Зайцев Б.И. 1983 №06

56. А. с. 995844 СССР Железнодорожная цистерна для вязких продуктов / А.В. Христолюбов Б.И. 1983 №06

57. А. с. 996286 СССР Устройство для разогрева вязких продуктов в цистерне / С.И. Шабанов, В.П. Гончаров, В.М. Сатюгов, Л.В. Литвяк, Ю.И. Савойский Б.И. 1983 №06

58. А. с. 998240 СССР Железнодорожная цистерна для транспортировки-затвердевающих жидкостей / В.К. Губенко, Г.А. Тугай, A.M. Берестовой, Е.П. Сафонов Б.И. 1983 №07

59. А. с. 1011043 СССР. Контейнер для текучих веществ / Хельмут Герхард Б.И. 1983

60. А. с. 1080737 СССР. Железнодорожная цистерна / Эрнст Нойзер, Ханс-Херман Штайнер Б.И 1984

61. А. с. 1193068 СССР Емкость для вязкой жидкости / А.Г. Володин, А.Ю. Барышев, В.М. Цыпин Б.И. 1985 №43

62. А. с. 1209520 СССР Цистерна для сыпучих и вязких грузов / К.Н. Войнов Б.И. 1986 №05

63. А. с. 1237577 СССР Железнодорожная цистерна для затвердевающих грузов / Н.С. Князев Б.И. 1986 №22

64. А. с. 1276603 СССР Устройство для нагрева вязкой жидкости в железнодорожной цистерне и слива из нее /В.В. Мальцев, А.К. Мочалкин, A.JI. Сандал, В.Е. Останин, Г.И. Матвеев, М.Д. Воловик Б.И. 1986 №46

65. А. с. 1344692 СССР Установка для слива вязких нефтепродуктов / Ш.М. Рахимбаев, А.И. Морозов, В.И. Ильин, А.П. Панченко Б.И. 1987 №38

66. А. с. 1400934 СССР. Цистерна с теплоизоляцией / JI.H. Клопков, Н.П. Павлюченко, И.А. Лутаенко Б.И. 1988 №21

67. А. с. 1507621 СССР Бункерный вагон для перевозки нефтепродуктов / А.П Погребной, Г.Д. Жовтобрюх, П.А. Поднебесов, И.Е. Леонидова Б.И. 1989

68. А. с. 1544692 СССР Устройство для выгрузки густеющих грузов из емкости / Ю.С. Антропов, Е.В. Болдырев, С.Ю. Антропов Б.И. 1990 №07

69. А. с. 1565776 СССР Железнодорожная цистерна / Б.Л. Евтушенко, B.C. Лагута, М.Б. Кельрих, Ю.А. Холод, А.В. Донченко, В.М. Бубнов, Ю.А. Бекасов Б.И. 1990 №19

70. А. с. 1574166 СССР Подогреваемая цистерна для текучей среды / Ричард П. Лоувинджер Б.И. 1990 №23

71. А. с. 1604646 СССР. Железнодорожная цистерна / Н.П. Павлюченко, И.А. Лутаенко Б.И. 1990 №41

72. А. с. 1616849 СССР Устройство для разогрева вязкой жидкости в железнодорожной цистерне / В.А. Мишенко Б.И. 1990 №48

73. А. с. 1648821 СССР Цистерна для перевозки вязких нефтепродуктов / И.П. Прокопьев Б.И. 1991 №18

74. А. с. 1669398 СССР Контейнер с устанавливаемым температурным режимом / Хельмут Герхард Б.И. 1991 №21

75. А. с. 1676979 СССР Устройство для нагрева и слива вязкой жидкости из железнодорожной цистерны / П.А.Мусийчук Б.И. 1991 №34

76. А. с. 1679727 СССР Цистерна для вязких продуктов / Г.В. Кокарев Б.И. 1995

77. А. с. 1698146 СССР Железнодорожная цистерна "Чикола" для застывающих жидкостей / С.М. Тавказахов Б.И. 1991 №46

78. А. с. 1808780 СССР Железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающей жидкости / В.Т. Быков, А.Ф. Тимкин, Б.И. Прокофьев Б.И. 1993 №14

79. А. с. 2016824 Р.Ф. Емкость для хранения и транспортировки жидкостей / И.В. Кобозев Б.И. 1994

80. А. с. 2036122 Р.Ф. Контейнер-цистерна для затвердевающих жидкостей / Г.Ф. Аншаков, B.C. Савинов Б.И. 1995

81. А. с. 2036123 Р.Ф. Устройство для очистки цистерн / В.П. Кулик, Г.А. Колыхалов, А.А. Томилов Б.И. 1995

82. А. с. 2039694 Р.Ф. Устройство для ускорения слива вязких жидкостей из железнодорожных цистерн / B.J1. Дехтярев, Ю.П. Скакунов, JT.JI. Ельчинова, В.К. Шанин Б.И. 1995

83. А. с. 2045715 Р.Ф. Теплогенератор и устройство для нагрева жидкости / Ю.С. ПотаповБ.И. 1995

84. А. с. 2048332 Р.Ф. Вагон для перевозки вязких нефтепродуктов / В.М. КосяковБ.И. 1995

85. А. с. 2048392 Р.Ф. Устройство для нагрева и слива вязкой жидкости из железнодорожных цистерн / В.В. Мусийчук Б.И. 1995

86. А. с. 2053177 Р.Ф. Цистерна НИЦА-3 для затвердевающих и вязких материалов / К.И. Арютов Б.И. 1996

87. А. с. 2058258 Р.Ф. Устройство для разогрева вязкой жидкости в резервуаре / Н.И. Вохмянин Б.И. 1996

88. А. с. 2063583 Р.Ф. Теплогенератор / К.И. Арютов Б.И. 1996

89. А. с. 2063916 Р.Ф. Железнодорожная цистерна для затвердевающих жидкостей / Г.П. Солодкий, Н.М. Попченков, В.В. Старовойтов Б.И. 1996

90. А. с. 2077633 Р.Ф. Установка нагрева затвердевающих и вязких материалов / К.И. Арютов Б.И. 1997

91. А. с. 2092418 Р.Ф. Устройство для разогрева вязких продуктов в емкости /1. B.Е Добрынин Б.И. 1997

92. А. с. 2096297 Р.Ф. Железнодорожная цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей / В.Д. Ленкин, А.Н. Чижков, A.M. Хорев Б.И. 1997

93. А. с. 2099261 Р.Ф. Контейнер-термоцистерна / Г.П. Солодкий, Н.М. Попченков, В.В. Старовойтов Б.И. 1997

94. А. с. 2100262 Р.Ф. Устройство для ускорения слива вязких жидкостей из емкостей / О.М. Кувшинов, А.Ф. Цыцаркин Б.И. 1997

95. А. с. 2107231 Р.Ф. Теплогенератор / К.И. Арютов Б.И. 1998

96. А. с. 2122514 Р.Ф. Устройство для очистки емкостей / В.П. Кулик, Г.А. Колыхалов Б.И. 1998

97. А. с. 2126767 Р.Ф. Устройство для индукционного низкотемпературного нагрева стенок котла железнодорожной цистерны при сливе вязкого продукта в холодном состоянии / О.В. Полтавцев, В.Д. Сергеев, В.А. Сыпков Б.И. 1999

98. А. с. 2155153 Р.Ф. Устройство для подогрева и нижнего слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн / Б.Г. Смолянский, В.Д. Щербин,

99. C.В. Бакулин, Р.Х. Идрисов Б.И. 2000

100. А. с. 2171766 Р.Ф. Железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов / Н.В. Бурмистров, А.В. Маненков, Л.А. Кормишкина, З.А. КочневаБ.И. 2001

101. А. с. 2177900 Р.Ф. Цистерна термос / В.И. Балатюк, И.Ю. Берзон, Я.А. Зуперман, А.Н. Кашицын, М.Н. Королев, B.C. Савинов, В.М. Чередниченко Б.И. 2002

102. А. с. 2182547 Р.Ф. Подогреваемая цистерна для текучей среды / В.И. Кузин, А.В. Никитин, В.П. Назаров Б.И. 2002

103. А. с. 2189916 Р.Ф. Цистерна для транспортировки нефтепродуктов / В.И. Моисеев, A.M. Воробьев, Т.А. Комарова Б.И. 2002

104. А. с. 2195420 Р.Ф. Цистерна для транспортировки затвердевающих жидкостей / В.И. Моисеев, Т.А. Комарова, О.А. Комарова, В.Ю. Флоринский Б.И. 2002

105. А. с. 2252085 Р.Ф. Устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов и утилизации отходов / Ю.И. Бакман, А.Н. Головаш, B.C. Есипенко, В.Н. Черняев Б.И. 2005

106. Б.А. Введенский Большая советская энциклопедия государственное научное издательство «Большая советская энциклопедия» 2-е изд. т.21 1953. 628с.

107. Волов В.Т., Волов Д.Б., Шур B.JI. Васильев Д.А. Математическая модель расчета теплопереноса в теплоизолированой железнодорожной цистерне / Вестник транспорта Поволжья №3 2008 г. с.58 63.

108. Волов Д.Б., Васильев Д.А. Сравнение численных данных с теоретическими выводами по термодинамике баллистических плазматронов / Тезисы докладов XXVIII самарской областной студенческой научной конференции. Часть 1, 2002 г.

109. Волов Д.Б., Васильев Д.А. Теплогенераторы с газодинамическим нагревом прямого действия / Обозрение прикладной и промышленной математики, 2006, т. 13, в. 5, с. 844-845.

110. Волов Д.Б., Васильев Д.А. Теплогенераторы прямого нагрева в качестве дополнительных ресурсосберегающих устройств на транспорте / Вестник СамГАПС, 2006, в. 6 с. 86 90.

111. Васильев Д.А. Численный расчет в сравнении с теорией внутренней баллистики для плазматрона / Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых СамИИТ в.З 2001г.

112. Бирюлин Г.В. Теплофизические расчеты в конечно-элементном пакете COMSOL / FEMLAB. Методическое пособие. СПбГУИТМО 2006 г.

113. Егоров В.И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности. Методическое пособие. СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 77 с.

114. Заявка на изобретение 92004966 Р.Ф. Устройство для разгрузки железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами / JI.M. Утемов Б.И. 1995 №

115. Исаченко В.П. Осипова В.А. Сукомел А. С. Теплопередача. Изд. 3-е, перераб. и доп. -М., "Энергия". 1975. 488 с.

116. Карслоу Г.С. Теория теплопроводности М. Л.: ОГИЗ, 1947. - 288с.

117. Копейкин Н.Н. Совершенствование технологии разогрева и слива высоковязкого мазута из железнодорожных цистерн / диссертация кандидата технических наук: Санкт-Петербург, 1997 136 с.

118. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Основные дифференциальные уравнения математической физики М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962г. - С. 196-202.

119. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 170-176.

120. Лосиков Б.В. Нефтепродукты. Свойства, качество, применение: Справочник. -М. Химия, 1966. 776 с.

121. Лосиков Б.В. Основы применения нефтепродуктов М. Гостоптехиздат, 1959. 567 с.

122. Остроумов Г.А. Свободная конвекция в условиях внутренней задачи — М. — Л.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952. — 256с.

123. Похович А.И., Жидких В.М. Расчет теплового режима твердого тела Л.: Энергия 1976.-352с.

124. Правила перевозок грузов раздел 41. правила перевозок жидких грузов наливом в вагонах цистернах и бункерных полувагонах §3% — 49. Утв. МПС СССР 25.05.66.

125. Свидетельство на ПМ 17165 Р.Ф. Цистерна с тепловой трубой для транспортировки загустевающей жидкости / В.И. Моисеев, Т.А. Комарова, О.А. Комарова, В.Ю. Флоринский Б.И. 2001

126. Свидетельство на ПМ 34477 Р.Ф. Установка для подогрева и слива вязких нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (УСН) / С.Б. Матвеев, Ю.П. Макаренко Б.И. 2003

127. Свидетельство на ПМ 40619 Р.Ф. Устройство для разогрева клапана сливного прибора железнодорожной цистерны / В.М. Смолянов, А.В. Журавлев, Д.В. Новосельцев, С.Г. Груздев Б.И. 2004

128. Свидетельство на ПМ 42633 Р.Ф. Теплогенератор / Д.Б. Волов Б.И. 2004 №43

129. Свидетельство на ПМ 42663 Р.Ф. Газоанализатор / П.Н. Мартынов, А.Д. Ефанов, С.Г. Калякин, Б.И. Чернов, А.А. Лукьянов Б.И. 2004

130. Свидетельство на ПМ 48040 Р.Ф. Теплогенератор / Д.Б. Волов Б.И. 2005 №25

131. Свидетельство на ПМ 51416 Р.Ф. Теплогенератор / Д.Б. Волов Б.И. 2006 №01

132. Свидетельство на ПМ 51601 Р.Ф. Цистерна для затвердевающих и вязких материалов / Д.Б. Волов Б.И. 2006 №04

133. Свидетельство на ПМ 51950 Р.Ф. Железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов / Н.В. Бурмистров, В.М. Мишин, А.В. Маненков, В.А. Малянов Б.И. 2006

134. Свидетельство на ПМ 65029 Р.Ф. Устройство для разогрева железнодорожных цистерн с застывшими нефтепродуктами / Д.Б. Волов, Д.А.

135. Васильев, А.Н. Васильев, М.А. Спирюгова Б.И. 2007 №21

136. Свидетельство на ПМ 79459 Р.Ф. Устройство для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов / А.А. Спирюгов, М.А. Спирюгова, Д.Б. Волов, Д.А. Васильев Б.И. 2009

137. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979. — 392 с.

138. Специализированные цистерны для перевозки опасных грузов. Справочное пособие / МИИТ, кафедра "Вагоны и вагонное хозяйство" М.: Издательство стандартов. 1993.-215 с.

139. Физические величины: Справочник. Под. ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991.—1232 с.

140. Цистерны. Устройство, эксплуатация, ремонт: Справочное пособие / В.К. Губенко, А.П. Никодимов, Г.К. Жилин и др.— М.: Транспорт. 1990.—151 с.

141. Brule M.R., Starling К.Е. Thermophysical properties of complex systems: Applications of Multiproperty Analysis // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1984. V. 23. №4. P. 833—845.

142. Boduszynsky M.M. Limitation of average structure determination for heavy ends in fossil fuels // Liquid fuels Technology. 1984. V. 2. № 3. P. 211—232.

143. Bogatov G.F., Grigoryev В. A. A semi-experimental technique for prediction of the thermal conductivity of individual hydrocarbons // Hydh Temp. High Press. 1990. V. 22. № 2.

144. Chatterjee A., Kunte V.A. Estimation of viscosity of organic liquids //Chem. and Ind. 1982. N 6. P. 375—376.

145. Lee B.I., Kesler M.G. A generalized thermodynamic correlation based on three-parameter corresponding states // AIChE Journal. 1975. V. 21. № 3. P. 510—527.

146. Lee H., Thodos G. Generalized viscosity behavior of Fluids over the complete gaseous and Liquid States // Ind. Eng. Chem. Res. 1988. V. 27. N 12. P. 2377—2384

147. Edmister W.C., Okamoto K.K. Applied hydrocarbon thermodynamics. Pt. 12: Equilibrium flash vaporization correlations for petroleum fractions // Petroleum Refiner. 1959. V. 38. №8. P. 117—129.

148. Gray J.A., Holder G.D., Bredy J.C., etc. Chemical and Thermophysical Properties of Coal liquid Fractions // J. Japan Petrol. Inst. 1983 . V. 26. P. 409—417.

149. Higgins P. Program produces wide range of distillate properties // Oil and Gas Journal. 1987. V. 85. №48. P. 38—45.

150. H. Huesmann, A. Beck. Glasers Annalen, 2003, № 11/12, S. 524 530.

151. Jamieson D.T., Irving J.B., Nudhope J.S. The thermal conductivity of Petroleum Product//Institute of petroleum: preprint. 1974. IP74-015. P. 1—9.

152. Jamieson D.T. Thermal conductivity of liquids // J. Chem. Eng. Data. 1979. V. 24. № 3. P. 244—246.

153. Jamieson D.T., Tudhope J.S. A simple device for measuring the thermal conductivity of liquids with moderate accuracy // J. Inst. Petroleum. 1964. № 486. P. 150—153.

154. Katz D.L., Firoozabadi A. Predicting phase behavior of condensate/crude oil systems using methane interaction coefficients //J. Pet. Tech. 1978. V. 20. November. P. 1649—1655.

155. Kehlen H. and Ratzsch MJI. Continuous thermodynamics of multicomponent mixtures // Proceedings 6 th Int. Conf. on Thermod. Merseburg (GDR).1980. P. 41— 51.

156. Kurnmov D.S., Grigoryev B.A. Generalized Scaled Equation of state for /i-alkane (methane to л-nonane) in the critical region // Int. J. Thennophys. 1991. V. 12. № 3. P. 549—562.

157. Lenoir J.M., Hipkin H.G. Measured enthalpies of eight hydrocarbon fractions // J. of Chem. and Eng. Data. 1973. V. 18. № 2. P. 195—202.

158. Mayer N. Fractionation of Petroleum // Petroleum Refiner. 1946. V. 25. P. 653— 662.

159. Rastorguev Y.L., Grigoryev B.A., Bogatov G.F. The pressure effect on the thermal conductivity of liquid hydrocarbons // ETPC, 22—26 Sept., 1986. Roma: 1986. P. A3. 6.

160. Ratzsch M.T., Kehlen H., Baumann F. Application of continuous thermodynamics to the vapour-liquid equilibrium of complex hydrocarbon mixtures // Z. Phys. Chemic, Leipzig. 1987. V. 268. № 3. P. 614—618.

161. Riazi M.R. Prediction of Thermophysical Properties of Petroleum Fractions // Ph. D. Thesis, the Pennsylvania State University, 1979.

162. Riazi M.R., Daubert Т.Е. Prediction of molecular—type analysis of petroleum fractions and coal liquids // Und. Eng. Cem. Process Des. Dev. 1988. V. 25. № 4. P. 1009—1015.

163. Riazi M.R., Daubert Т.Е. Characterization Parameters for Petroleum Fractions // Und. Eng. Res. 1987. V. 26. № 4. P. 755—758.

164. Sakiadis B.S., Coates J'. A literature Survee of the thermal conductivity of liquids // Louisiana State University: Engineering Experimental Station. 1952. Bulletin N 34. N 3. P. 275—288.

165. Schneider M. Eine Inkrementmethode zur Berecnung der Warmel'eitfahigkeit organischer Flussigkeiten // Wissenschaftliche Zeitschrift/Technische Universitat Dresden. 1971. Bd. 20. H.4.P. 1009—1015.

166. Smiles S. Textbook of Physical Chemistry. The Relations Between Chemical Constitution and Some Physical Properties, 1910.

167. Smith J.F.D. The Thermal conductivity of liquids // Trans. ASME. 1936. Vol. 58. № 7. p. 719—725.

168. Tieg U., Rodicker H. Charakterisierung von Erdolfaktionen mit Hilfe der kontinuierlichen Termodynamik // Wiss. Beit, der Ingen. Kothen. 1987. № 2. P. 57— 64.

169. Watson K.M., Nelson E.F. Improved methods of approximating critical and themal properties of petroleum fractions // Ind. Eng. Chem. 1933. V. 25. № 8. P. 880—887.

170. Watson K.M. Thermodynamics of the liquid state generalized prediction of properties // Ind. and Eng. Chem. 1943. V. 35. P. 398-^06.

171. О проведении экспериментальных работ.

172. В период с 06.06.2008г по 08.06.2008г на территории Нижнекамского филиала ОАО «СГ-транс» в ходе совместных работ ОАО «СГ-транс» и Самарского государственного университета путей сообщения (СамГУПС) рабочей группой в составе:

173. Спирюгов Александр Александрович, ОАО «СГ-транс», Волов Дмитрий Борисович, СамГУПС, !

174. Старший мастер РИП Спирюгов А.А.03» u-H^c^t 2009 г.1. АКТо проведении экспериментальных работ.

175. В период с 06.06.2009 по 08.06.2009 в на территории ВЧДЭ-13 «Дема» в ходе совместных работ с ППС «Черниковка -Восточная» и Самарского государственного университета путей сообщения (Сам ГУПС) рабочей группой в составе:

176. Насретдинов Азат Тимурович. «ППС Ч- Восточная». Кобелев Юрий Владимирович, ст ВМ «ППС Ч- Восточная». Спирюгова Мария Александровна. СамГУПС. Васильев Дмитрий Александрович, СамГУПС,

177. Начальник ППС Черниковка- Восточная1. Насретдинов А.Т.