一、现有相关标准及存在的问题
TB/T 1802—1996(铁道车辆漏雨试验方法》规定:喷水强度不低于3 m m/m in;喷头的喷水孔直径为1.0~2.0 m i l l,喷孔出水压力不小于0.1 M Pa。TB2054—89(铁道机车漏雨试验方法》规定:淋雨设备能同时较均匀地将水淋在机车各面。喷水强度不低于6 m m/m in,喷孔出水压力不小于0.1 M Pa。以上两个标准对喷水强度和均匀度的定义不完整。喷水强度均仅仅使用“不低于”这一比较词汇对强度做下限限制而未给出上限,易使机车和车辆在超大淋雨强度下难以通过淋雨试验。在对均匀度的要求上,车辆试验标准中对淋雨均匀度未提出要求;机车试验标准使用“较均匀”这一模糊术语,使机车和车辆在试验中无法判定车辆漏水是属于喷水强度过大引起,或者是均匀度过小使得局部喷水强度过大引起,还是车辆本身的制造问题。
二、淋雨强度上限值的确定
(1)淋雨强度的下限应根据相关地区的最大降雨量以及持续时间来定义。铁标的两个标准均对下限作了限定。淋雨强度的上限则应充分考虑固定式或移动式淋雨试验装置布局的工艺局限,喷嘴的尺寸误差以及现阶段的机车和车辆的制造工艺等因素,必须给以适当限制。从SS4n,SS8,SS9型机车淋雨试验系统调试记录中(见表1)可知,当淋雨强度为6~10 m m/m in时,3种电力机车均为合格产品,当淋雨强度大于30 m m/m in时,三种机车均无法通过试验。可见淋雨强度的上限对判定机车(车辆)是否合格十分重要。结合我厂淋雨试验的经验及制造技术,建议固定式淋雨试验装置强度上限取值为下限的2.5倍为宜,即机车的淋雨强度为6-15 m m/min,车辆的淋雨强度为3~10 m m/m in。
三、淋雨均匀度上限值的确定
从理论上来说,各点淋雨强度完全一致是最均匀的,但固定式淋雨架的工艺布置本身决定了各点淋雨强度不可能一致。从国内各厂家采用的固定式淋雨架来看,各厂家均采用喷嘴点阵布置,各喷嘴的纵横向距离均相等(见图1)。喷嘴的点阵布置必然喷出如图2。
当L=0.707D时,b处面积为零,属于最理想状态,此时的71%的面积为单倍淋雨,39%的面积为双倍淋雨。且不均匀度在全面积上一致。因此,不均匀度可作如下定义:在纵向上,单双倍淋雨点的不均匀度误差应分别在10%内。
四、喷嘴型号及喷孔直径的选定
TB/T 1802—1996中对喷嘴喷孔直径限定为1.0~2.0 m m,工作压力为0.1 M Pa以上。TB 2054—89虽然未对喷嘴喷孔的大小作限定,但考虑到水中杂质的颗粒大小以及系统维护的工作量,一般喷嘴喷孔直径也选取在1.0-2.0 nl I n之间。每只喷嘴的流量p可表示为:q=a式中:A为喷嘴特性参数;P为工作压力。表2为某公司实心锥喷头在不同压力下的流量。其他公司的喷嘴在同等孔径下的流量与表2相当。影响淋雨均匀度的几个因素,例如喷嘴喷孔直径,喷嘴排列点阵的间距,喷嘴到车辆表面距离.s和喷嘴喷散角度口等各参数之间是互相关联的。因此,当选定某种型号喷嘴时,已确定。为满足适当的淋雨强度和最佳均匀度,,S之间必须满足某种关系。在标准中.s被限定在0-I 500 m l n之间,由.s和确定。当选用直径2m m的喷嘴,a=55。~60。时,推荐的值见表3。
五、试验系统设计中应注意的几个问题
(1)喷嘴选型时。喷嘴喷孔直径宜选较大值,管路主供水管应安装滤孔小于0.8的精密过滤器,以防喷嘴被水中杂质堵塞。
(2)选定喷嘴后,按表3计算出合适的.s和值。建议S值选大值,因水珠在空中有飘散作用s值越大,淋在车辆表面的雨量越均匀。
(3)为消除喷淋边界对均匀度造成影响。横向截面内(肌1)>B,其中Ⅳ为横向截面内的喷嘴数,为车辆顶部宽度。
(4)在设计供水管路时,各点阵喷嘴处的水压损失差应在0.0 1 M Pa内,以减少压力对淋雨强度和均匀度的影响。
六、试验系统淋雨强度、均匀度验收指标的建议
在对淋雨试验系统的淋雨强度和均匀度验收时,宜采用竖壁小烧杯做多点分别测量,如放在图2中的口区,其强度以大于试验标准的下限算合格;如放在图2中的C区,其强度以小于试验标准的上限算合格。同是口区或c区的各纵向测量点,其误差在l0%以内才算均匀度合格。http://www.zhenghangyq.net
