1.3 Қарды ерітуге арналған машиналар мен әдістері

Қала көшелерін тазалау мен күту кез-келген қаланың қалыпты қызмет етудің маңызды факторы болып табылады. Әсіресе қыста қаланың коммуналды шаруашылығы қар мен мұзды тазалауға байланысты жұмыстар көлемі көп болады. Жүретін жолды тазалау нәтижесінде пайда болған қар үйінділерін жою неғұрлым күрделі еңбек, ол ерекше шапшаңдылық пен жоғары техникалық және материалдық құралдарды қажет етеді. Жолдарды тазалау кезінде көліктік және арнайы құралдардың, энергетикалық ресурстың көп мөлшері жұмысқа жұмылдырады, содан көліктердің қозғалыстары бұзылады.

Қысқы күту кезінде қар тазалағыштар, қар тиегіштер, мұзды жарғыштар мен арнайы техниканы пайдаланады. Қарды құрғақ қар үйінділеріне шығарады, су қоймаларына төгеді, стационарлы еріту камерасында ерітеді. Құйылмалы асфальтбетон қоспасынан жасалған жол жабындысын жөндеу үшін мобильді араластырғыштар негізінде қар еріткіші белгілі. Қар еріткіші реверсивті араластырғышы, тиеу люктері мен қар суының басқа бөгде заттардан тазаланған суды ағызу үшін түсіру құрылғысы бар көліктік жылытылу сауытынан тұрады.

Көлік құралдарын азайту мен қарды тазалау мен шығару жұмыстарының өнімділігін арттыру мақсатында автогудронатор базасында қарды ерітуге арналған машинаның конструкциясы ұсынылады. Автогудронатордың жылыту жүйесі жылудан оқшауланған цистернадан, және оның ішінде орнатылған фланецтегі құбырдан тұрады, онда материалды 200°С дейін материалдың жылытылуын қамтамасыз ететін стационарлы оттықтар орнатылған, ол цистернаға қарды тиемей ерітілуін қамтамасыз етеді. Автогудронаторда тиеу бункерін орнату керек, түсірілетін саңылауда қар суын ағызуға арналған фильтр мен жеңін орнату керек.

Цистернаны ерітудің тиімді температурасына дейін қыздырады, содан кейін қар-мұзды массаны қыздырылған сауытқа тиеледі, ерітіледі және алынған суды техникалық қажеттіліктерге пайдаланады немесе су қалдығы желісіне немесе шаруашылық-нысап канализациясына ағызып жібереді.

Қарағанды қаласының жүретін жолын тазалау кезінде КамАЗ көлігі базасында көлік самосвалдары қар тиегіштермен бірге жұмыс істейді, ол қаладан 10-нан 15 км дейін ара-қашықтыққа сыртқа орташа алғанда 8 м³ қарды шығарып тастайды. Үздіксіз жұмысы үшін бір қар тиегіш 3-тен 5-ке дейін көлік самосвалдарына қызмет көрсетеді. [5, 6]

Автогудронаторға қарды тиеп отырып еріту көлік самосвалдарының санын едәуір қысқартуы мүмкін. Қардың орташа тығыздығы 450 кг/м³, ал автогудронатордың цистернасының сыйымдылығы 7500-ден 8000 л дейін, содан бір автогудронатор шамамен 17 м³ қарды ерітіп суға айналдырады. Осы операциясы үшін еріту уақыты мен отынның мөлшері автогудронатордың жылулық есебінен анықтаймыз.

Жылулық есеп бірнеше керекті рұқсат етулерді қабылдап өткіземіз, мысалы берілген машинада жылу берілісі конвективті жылу алмасу заңы бойынша орындалады және осындай режим кезінде жылу берілісі процесіне әсер ететін факторларды ескереміз, олар:

• сұйықтықтың қабырға бойында қозғалыстың пайда болу табиғаты;

• сұйықтық қозғалысының режимі;

• сұйықтықтардың физикалық қасиеті;

• сұйықтықпен шайылатын қабырға бетінің формасы, өлшемі мен күйі;

Сондықтан келесі рұқсат етулерді қабылдау керек:

• жылу алмасу жылу өткізгішпен орындалады;

• жылу алмасудың режимі – стационарлы;

• отынның жану температурасы тұрақты болады.

Жылулық есеп қар мұзды массасының берілген көлемін ерітуге арналған керек отынның мөлшерін анықтау үшін керек, сонымен қатар осы операцияға кететін уақытты анықтау, машинаның экономикалық тиімділігін есептеу үшін де керек.

Отынның массасын формула бойынша анықтаймыз:

,кг, (1.1)

мұнда −отынның массасы, кг;

Q − қар-мұзды массасының берілген көлемін еріт үшін керек жылудың мөлшері, Дж;

−отынның жану жылуы, Дж/кг.

Бір циклге қажет уақытты табу үшін сауыттың қабырғалары арқылы жылу шығындарын ескеріп жылу баланстың теңдеуін құраймыз, теңдеу былай жазылады:

(1.2)

мұнда − қардың жылу сыйымдылығы, Дж/кгград;

−қардың массасы, кг;

−тиеу кезінде қардың температурасы, град;

−қоршаған ортаның температурасы, град;

−қардың суға айналу фазасының меншікті жылуы, Дж/кг;

, − сәйкесінше сауыттың ішкі және сыртқы қабырғаның қалыңдығы, м;

,−сәйкесінше жылу өткізгіш коэффициенттері, Вт/(мК);

−цикл уақыты, c;

−сауыт қабырғаларның ішкі ауданы, м²;

−құбырлардың ұзындығы, м;

−құбырлар қабырғаларының жылу өткізгіш коэффициенті, Вт/(мК);

−отынның жану температурасы, град;

−құбырлардың ішкі және сыртқы диаметрі, м.

(2) формуладан аламыз:

, с (1.3)

Берілген қар массасын ерітуге керек жылудың мөлшері формула бойынша анықтаймыз:

(1.4)

Алынған формула бойынша есептеулердің нәтижесін кесте 1.1 енгіземіз.

Кесте 1.1

Қарды шығаруға арналған машиналар жиынтықтары нұсқасының техникалық-экономикалық көрсеткіштерін салыстыру

Машиналар жиынтығы	Шығарылатын қардың көлемі, м³	Тиегішке қызмет көрсететін машиналар саны, дана	Қарды шығары қашықтығы, км	Қызмет көрсететін машиналар дың отын мөлшерінің шығыны, л	1 м³ қарды еріту уақыты, мин
Тиегіш –көлік самосвалы	8-ден 9-ға дейін	3-тен 5-ке дейін	10-нан 15-ке дейін	24	–
Тиегіш-автогудронатор	17-ден 18-ге дейін	1	–	24	2

Автогудронатордың базалық машинасы ретінде КамАЗ – 53213 көлік самосвалының базалық шассиі қабылданған.

Алынған кестенің талдауынан нәтиже жасай отырып, қысқы уақытта көлік самосвалдарын қолдануға қарағанда қарды шығаруға арналған автогудронаторларды қолдану тиімдірек. Тиімділік машиналар санының аздығынан және сәйкес машиналардың техникалық қызмет көрсету және жөндеу жұмыскерлерінің еңбекақысы шығындарының аздығымен түсіндіріледі.