Leere Schüttgutwagen weisen einen sehr großen aerodynamischen Widerstand auf, weil in den Laderäumen beim Fahren sehr große Wirbel entstehen. Abdecken der Beladeöffnung würde den Luftwiderstand um ca. 20% reduzieren, wie die hier beschriebenen Modellversuche zeigen. Allerdings ist eine klappbar oder anders wie bewegliche Abdeckung unter den im Schüttgutbetrieb gegebenen Randbedingungen nicht praxisgerecht. Modellversuche im aerodynamischen Strömungskanal zeigen, dass sich mit einem festen Gitter aus senkrechten Blechstretfen über der Ladeöffnung mit Widerstandsbeiwertreduktionen um ca. 10% auch sehr gute Ergebnisse erzielen lassen, bei deutlich reduziertem Aufwand. Das Ladegut kann einfach durch das fest eingebaute Gitter hindurch fallen. Hier wurde eine Maschenweite von 130 mm gewählt. Bei einem Maßstab 1:26 beträgt die Maschenweite im Modell folglich 5 mm. Die Maschenhöhe sollte in ähnlicher Größenordnung liegen oder größer. Die großen starken Wirbel im leeren offenen Schüttgutwagen werden durch die Gitter mit großer Steghöhe in viele kleine Wirbel, nur im Gitterbereich, umgewandelt. Die Luft im leeren Laderaum bleibt dadurch in Ruhe, was dann zu der Verringerung des Fahrwiderstandes führt. Der Aufwand für die Strömungsgitter dürfte bei Neuwagen kostenneutral sein, aufgrund dadurch möglicher Einsparungen an anderer Stelle, bei Nachrüstung von Bestandswagen, sich bei ca. 5% des Wagenpreises bewegen.
Empty hopper wagons have a very huge aerodynamic resistance by large vortices in the holds. The resistance would be reduced by closing the load opening by about 20%, as shown by the described model experiment. However, a hinged or otherwise movable cover is impractical in the existing environment of bulk operation. The present experiments show that a fixed grid of vertical sheet metal strips in the load opening can achieve also very good results with significant simpler design. The reduction of the resistance coefficient is about 10%. The load can easily fall through the grid. Here a mesh width of 130 mm was selected (in model 5 mm). The mesh height should have a similar magnitude or higher. The strong vortex in the empty holds of the existing bulk wagon can be converted in many very small vortices which exist in the grating region only, by using the grating with a high base height. Thus the air in the empty cargo holds remains at rest and the aerodynamic resistance is reduced so. The expenses for the aerodynamic grid may be cost neutral for new wagons because of possible reductions at other locations. Redesign of existing wagons will cost about 5% of the wagon price.
Energieeinsparung durch aerodynamische Optimierung von Schüttgutwagen
Energy saving by aerodynamic optimisation of hopper wagons
ZEVrail Glasers Annalen ; 137 , 6/7 ; 246-256
2013
11 Seiten, 15 Bilder, 3 Tabellen, 18 Quellen
Article (Journal)
German
Energieeinsparungen durch aerodynamische Optimierung von Schüttgutwagen
IuD Bahn | 2013
|Automotive engineering | 1981
|Aerodynamische Optimierung des Hochgeschwindigkeitszuges ZEFIRO
Tema Archive | 2012
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