Emise pevných částic z kolejové dopravy
Loading...
Date
Authors
Šperlich, Vilém
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
ORCID
Abstract
Vystavení zvýšené koncentraci polétavých pevných částic, vznikajících v kontaktu mezi kolem a kolejnicí představuje závažné zdravotní riziko, spojované s řadou respiračních a kardiovaskulárních onemocnění. Tato práce je zaměřena na experimentální testování emise částic při použití různých produktů pro řízení tření. Měření probíhalo na dvoudiskovém zařízení, které umožňuje simulaci skluzně-valivého kontaktu za řízených podmínek. Porovnávány byly účinky produktů pro mazání temene kolejnice (TOR) a procesu pískování. Při testování TOR produktů bylo dosaženo snížení emise částic až o 67,8 %, což potvrzuje jejich potenciál pro zmírnění environmentálních i zdravotních dopadů železničního provozu. Oproti tomu aplikace písku vedla k výraznému nárůstu emisí. Součástí práce je rovněž návrh metodiky pro hodnocení TOR produktů z hlediska jejich schopnosti redukovat emisi částic.
Exposure to elevated concentrations of airborne particles generated at the wheel–rail contact poses a significant risk for the development of respiratory and cardiovascular diseases. This thesis presents an experimental investigation of particle emissions associated with the use of Top-of-Rail (TOR) products and sanding processes. A twin-disc testing rig was used to simulate the rolling–sliding contact under controlled conditions. The application of TOR products resulted in a reduction in particle emissions of up to 67.8%, confirming their potential to reduce the environmental and health impacts of railway transportation. In contrast, the application of sand caused a sharp increase in emissions. A novel methodology for comparing TOR products in terms of their emission-reduction performance is proposed.
Exposure to elevated concentrations of airborne particles generated at the wheel–rail contact poses a significant risk for the development of respiratory and cardiovascular diseases. This thesis presents an experimental investigation of particle emissions associated with the use of Top-of-Rail (TOR) products and sanding processes. A twin-disc testing rig was used to simulate the rolling–sliding contact under controlled conditions. The application of TOR products resulted in a reduction in particle emissions of up to 67.8%, confirming their potential to reduce the environmental and health impacts of railway transportation. In contrast, the application of sand caused a sharp increase in emissions. A novel methodology for comparing TOR products in terms of their emission-reduction performance is proposed.
Description
Keywords
Citation
ŠPERLICH, V. Emise pevných částic z kolejové dopravy [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-11
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka oponenta 1: V práci byl testován liniový kontakt mezi dvěma válci. Proveďte, prosím, diskuzi, zda existuje riziko, že by tento typ kontaktu mohl kvalitativně zkreslit získané výsledky ve srovnání s reálným kontaktem mezi kolem a kolejnicí. ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 2: Popište, jakým způsobem je na laboratorním zařízení měřena třecí síla, která představuje klíčový vstup pro vyhodnocení koeficientu adheze v průběhu experimentu. ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 3: Dokázal byste predikovat, jak by se kvalitativně změnily závěry Vašeho výzkumu, pokud by byl použit čítač částic schopný detekovat i částice menších rozměrů? ZODPOVĚZENO
doc. Horák: Uváděl jste, že když byl snímač z boku, měl větší záchyt, než když byl ze shora? Čím si to vysvětlujete? ZODPOVĚZENO
doc. Horák: Pokud bych měl snímač zespod, budu mít víc částic? Není škoda přijít o plnou informaci? Kolik procent částic jste zachytil? ZODPOVĚZENO
doc. Koutný: V rámci rešerše, hodnotí se částice z hlediska nebezpečnosti? ZODPOVĚZENO
doc. Koutný: Byl by takový přístup realizovatelný? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Bavíme se o různých činidlech přidávaných do kontaktu. Můžou být toxické, hodnotíte je také? Co je to PM? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Toxicita může být i jiná než jen částice? ZODPOVĚZENO
prof. Vimmr: Zkoumal jste vliv teploty na emise částic? Má teplota velkou roli? ZODPOVĚZENO
doc. Maňas: Jak funguje proudění vzduchu? Rozdílné otáčky ventilátoru měly zásadní vliv. Prouděním vzduchu ovlivňují, kam částice padají. Nebylo by lepší udělat CFD analýzu a analyzovat místo dopadů částic? ZODPOVĚZENO
doc. Maňas: když se filtr zanáší mění svoje vlastnosti, ovlivňuje to proudění uvnitř? ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Proč jste se rozhodli řešit tuto situaci čítačem částic? ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: kontakt kola a kolejnice není jediný emitor částic. Jaký vliv mají brzdy? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Hraje roli tvar částic na jejich nebezpečí? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
