2022年中期开始的能源危机预计将持续数年,预计将持续数十年。, 用旧食谱要求新的解决方案. 问题是, 从500App手机版所知道的节约能源的旧食谱中,, 你必须选择最好的食谱。, 可以接受的损失与收益之比.

在本文中, 欧洲轨道运输的能源节约和可能的解决方案将被考虑。, 它可以适应任何类似的基础设施网络。. 作为解决轨道运输基础设施能源节约问题的处方, 将考虑并提供最有效的节约资源的方法。, 在最短的时间内稳定局势, 没有重大投资. 所以, 开始审议问题, 必须为欧洲的道路网络建立可能的能源节约来源。. 平均能源节约的消费量清单如下(表1):

表1是欧洲铁路运输能源消耗的清单。

能源资源名称

百分比

1

电能

79%

2

柴油

19%

3

其他能源和燃料

2%

资料来源:作者在材料基础上编写 http://rne.eu/downloads

从表1的列表中可以看到。, 欧洲轨道运输网络的主要能源是电力和柴油。. 应找到解决轨道交通基础设施能源节约问题的办法, 根据应用的普遍性. 要做到这一点,必须确定哪些过程需要使用指定的铁路运输资源。.

表2是欧洲铁路运输过程的主要能源成本

进程名称

百分比

1

轨道运输工作

65%

2

轨道基础设施工作

27%

3

补充基础设施工作

8%

资料来源:作者在材料基础上编写 http://transport.ec.europa.eu/transport-themes_en

结果, 表2的数据表明了一个事实, 这是潜在节约能源的主要来源, 铁路运输本身, 这就是他工作的过程。. 现在需要确定能源消耗的成分清单。, 这就是欧洲铁路运输的运作方式。.

表3是欧洲铁路运输能源成本的清单。

命名为

百分比

1

轨道机组牵引状态

83%

2

轨道机组脱轨状态

0%

3

轨道机组制动状态

2%

4

轨道机组控制系统

5

5

轨道机组辅助系统

10%

资料来源:作者在材料基础上编写 http://transport.ec.europa.eu/transport-themes/digital-transport-and-logistics-forum-dtlf_en

从表3的列表中, 最大的能源消耗发生在轨道机组推力模式下。. 这个结论在这个问题上并不新鲜。, 但这对于构建一个从成本到能源节约的连续逻辑电路至关重要。. 由于之前的数据, 紧缩处方的主要目标出现了。, 具体来说,轨道机组推力状态. 让500App手机版看看它是由什么组成的。, 考虑到事实, 铁路运输中的柴油最终被用来发电:

表4是欧洲轨道运输的主要推力成本

名称的一部分 能量

百分比

1

克服地心引力成本

43%

2

克服运动惯性成本

25%

3

克服空气阻力成本

22%

4

克服机组摩擦成本

2%

5

克服轨道摩擦成本

3%

6

电线损耗成本

4%

7

发动机磁损耗成本

2%

8

电路交换损耗成本

1%

资料来源:作者在材料基础上编写 http://alstom.canto.global/allfiles?viewIndex=0

500App手机版将分析电力成本的每一部分。, 表4所列, 适宜作为节约能源的来源. 第一项是克服地心引力的成本。. 在这方面,在技术发展的这个阶段,所有的进步和现代化的机会都已实现和用尽。. 第二点是克服运动惯性的成本, 这也是一个不适合节约能源的原因。, 只有通过减少轨道船员的总公差和材料质量,才能实现惯性力矩的降低. 很明显, 这是轨道机组的最大容量。, 因为它已经在欧洲高速公路上被吓到了。. 轨道机组质量, 潜在的工作是可能的, 然而,只有通过引入新的结构材料,, 因为结构本身已经接近完美。. 材料的改变将导致生产大幅增加。, 在目前的经济环境下,在使用期间可能不会有回报. 克服空气阻力能量消耗第三点, 在节约能源方面,这是最有希望的,在这一点上,必须分开停止。. 从5点到8点,电力成本最低,轨道机组的结构性能达到了完美。, 在技术发展的这个阶段耗尽了它的经济潜力. 详细考虑轨道机组克服阻力所需的能量成本. 为了可视化,考虑轨道机组加速过程的动画,图1所示。.

图1是轨道机组加速过程的动画。

机组人员在空气环境中调节飞行过程的输入条件, 它们是:头部平均流线型, 五辆发动机机车总容量为10000千瓦,质量为100吨(总重量为500千瓦). 本调制中的风负荷未被考虑, 因为它们不是系统模式的一部分。. 5节车厢的轨道机组,时速350公里。. 测量检查点:从50公里/小时到350公里/小时.

开始分析轨道机组在时速50公里时的推力模式下克服空气阻力的过程。, 图2所示.

图2:轨道机组在推力模式下以每小时50公里的速度行驶。

你可以从图2的气流图中看到。, 以每小时50公里的速度绕着轨道运行。, 没有太多的空气阻力。, 压力值不超过1。,7 kpa. 进一步提高轨道机组的速度, 在驾驶室顶部形成了一个高压区域。, 在第一辆手推车下面, 在车厢和车厢尽头的空间(司机驾驶室后面). 这些高压区就像减震器。, 阻止轨道机组的前进. 高压区的性质与气流的波动有关,并在物理部分(气体通过不同形式的物体运动)中研究。. 随着轨道机组速度的增加,下一个气流分布出现了。.

图3:轨道机组以每小时100公里的速度拉动。

考虑图3的气流图, 以每小时100公里的速度绕着轨道运行。, 注意空气阻力增加, 最大压力值上升到2。,6 kpa. 进一步提高轨道机组的速度, 在驾驶室的顶部,压力区正在增加。, 在第一辆手推车下面扩张。, 在车厢之间和车厢尽头的空间里,多余的压力从车厢的前部出来。, 在火车尾部的驾驶室后面,曲折的压力正在增加。. 随着轨道机组速度的进一步提高,气流的旋转性也会增加。.

图4:轨道机组以每小时150公里的速度拉动。

在加速阶段, 当气流以每小时150公里的速度绕着轨道运行时, 值得注意的是,运动方向稳定,扭矩区压力小上升到3。,2 kpa(图4). 然而,随着轨道机组速度的进一步提高,, 增压区保留了空气流随随随随的运动模式。.

图5:轨道机组以每小时200公里的速度拉动。

目前,轨道机组以每小时200公里的速度加速, 出现在现有压力区2。,6 kpa(图5), 新的区域,据说是内部高压区域。, 核心的压力可以达到4。,0 kpa. 值得注意的是, 漩涡形成的核在气流模式和进一步增加速度的情况下清晰可见。, 没有增加数据区.

图6:轨道机组以每小时250公里的速度拉动。

稳定形成的气流模式,以机组人员时速250公里(图6), 由旋转力和流动力之间的某种平衡引起的。. 这个模型可以与车轮和表面相比较。, 当轮子转动时, 表面在移动. 旋芯压力可达4.2 kpa. 进一步提高轨道机组速度, 空气旋转气流撕裂过程.

图7:轨道机组以每小时300公里的速度拉动。

由于气压上升, 轨道机组时速300公里, 出现了新的气流模型(图7), 这是由破裂的高压区域造成的。. 因为这个事件, 压力不会显著上升到4。,4 kpa, 但在整个初始区域, 事实上,它影响了整个轨道机组。. 进一步提高速度, 高压区,高压区, 这曾经是核心。, 从正在行驶的轨道机组扩大到相当远的距离。.

图8:轨道机组在时速350公里的推力模式下的运动

即使轨道机组以每小时350公里的速度行驶,也无法稳定形成的气流模式。, 涡流发生在轨道机组的距离和尾部后面(图8). 因此,在整个轨道机组中,压力上升,峰值为4。,6 kpa, 在轨道车厢之间的头部和空间中观察到的。. 达到这个模拟的最大速度.

分析整个模拟过程, 注意到几个具有不同特征的空气阻力区。. 进一步分析和解释数据, 结果以方便的图形形式进行比较.

如图(图9)所示, 轨道机组的空气阻力区, 这取决于你的速度。. 现在,仔细观察每一个区域。. 蓝色区域B绿色区域G“空气阻力较低的轨道机组人员,符合经济运行模式。. 黄色区域Y其特征是气流模式的变化,气流模式出现扭曲和高压区。. 橙色区域O红色区域R“由于气流的剧烈波动,, 这影响了轨道机组的速度和运动。. 这些区域也有很高的能量消耗率。.

图9:轨道机组空气阻力区

总结总结, 必须指定区域数字系统, 进一步分析过程调制的结果.

根据之前收到的信息, 克服空气阻力的成本可能高达轨道机组总功率的22%。, 在500App手机版的调制条件下是2200千瓦。.

按比例整合进一步的关系, 500App手机版得到了一份关于轨道机组阻力区的电力成本估计值的清单。, 方程的终点点, 时速350公里, 在这种情况下,轨道机组克服空气阻力所需的能量将等于2,200千瓦. 将收到的数据保存为表5。.

表5 -空气阻力区分析结果

密码

区域名称

空气阻力

能量

B

蓝色

5%

500千瓦

G

绿色

8%

800千瓦

Y

15%

1500千瓦

O

橙色

19%

1900千瓦

R

红色

22%

2200千瓦

来源:作者根据之前的材料建立了计算基础

为了方便进一步分析, 表5的数据以图形形式表示。, 电力成本与轨道机组运动区域挂钩. 本案的主要兴趣, 它是关于确定实际的电阻能量。, 这是由一辆正在行驶的火车上的气流向它发射的。. 图10显示了感兴趣过程调制的结果。, 根据这一点,应该得出关于运动区域的结论。, 从节约能源的角度来看,这是合理的.

图10 -空气阻力能量调制结果

根据500App手机版的发现,500App手机版得出以下结论。. 轨道机组有两种运行方式。. 第一,这是区域内的经济交通模式。B» и «G在图11中呈现的动画可视化.

图11:经济模式下的轨道机组运动

这种拟议中的交通模式在资源消耗方面是最佳的,并以每小时150公里的速度发生。. 执行它不需要太多的成本和投入。, 这个模式是通过正常的运动图表变化实现的。. 这种运动模式的另一面, 这增加了轨道机组人员到达终点的时间。.

现在500App手机版来看看第二个交通模式,这是轨道机组人员在区域内的速度模式。O», «Y» и «R在图12中表示的动画可视化. 目前,大多数欧洲轨道干线上的这种交通模式正在实施。. 它节省了大量的时间,并为货物和乘客迅速转移到整个高速公路网络。. 这种运动模式的另一面, 这是一个巨大的能源消耗, 这使得机组人员以每小时350公里的速度行驶。. 区域内的交通Y在这种情况下, 是过渡, 因为从物理过程的角度来看,这个区域是不清楚的。, 然而,根据空气阻力的性质,轨道机组的运动是第二次可视化。.

图12:轨道机组快速运行

这种拟议中的交通模式在资源消耗方面是极端的,以每小时350公里的速度发生。.

分析这些材料, 为欧洲轨道高速公路节省能源的食谱。, 平均速度在第二种高速运动中,带着区域。O», «Y» и «R». 这种经济模式很简单,不需要太多投资。, 另外,它现在可以用了。, 仅仅通过改变轨道交通的速度到经济模式的第一种类型。, 速度带"B» и «G». 这种节约资源的方法将立即奏效。, 在行驶轨道机组消耗的12%以上, 这是一个巨大的经济, 但它会增加到达终点的时间。. 因此,最终,在能源比时间更宝贵的情况下,消费者将做出选择。.

德米特里詹格斯

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