ProRail
ProRail is verantwoordelijk voor het spoorwegnetwerk in Nederland. Het bedrijf zorgt er niet alleen voor dat spoor veilig is en onderhouden wordt, maar ook dat de sporen worden aangelegd en wissels niet vastlopen.
Er zijn ruim 6900 wissels in Nederland, die dagelijks gebruikt worden. Elke dag worden er meer dan 1.1 miljoen mensen met de trein vervoerd. In een jaar wordt er in totaal 149 miljoen kilometer afgelegd. Ook zijn er 3.3 miljoen treinen, die gebruikt worden voor de import en export en die daardoor meer dan 10 miljoen kilometer per jaar afleggen. Er worden er ongeveer 54 miljard kilogram aan goederen getransporteerd in een jaar.
Qua infrastructuur zijn er ook veel middelen nodig. In Nederland zijn er bijvoorbeeld 11.890 stoplichten, alleen bedoeld voor de treinen. Ook zijn er 404 stations, waar mensen kunnen overstappen. Verder is de totale lengte aan spoor 7146 kilometer, zijn er 56 bruggen, 18 tunnels, 2369 spoorwegovergangen en 6922 wissels. Het is dan goed mogelijk dat er af en toe technische complicaties kunnen optreden.
Opdracht
In de wintertijden kan sneeuw of ijs extra verstoringen veroorzaken op het spoor. Deze vertragingen worden veroorzaakt door sneeuw en ijs tussen de wissels. Deze kunnen daar terechtkomen doordat een trein over een wissel rijdt. Onder zo een trein groeit sneeuw namelijk onder de wagons tot grote brokken sneeuw en ijs. Deze brokken breken alleen los als de trein over een wissel rijdt. Doordat deze brokken tussen de wissels terechtkomen kunnen storingen worden veroorzaakt aan de wissels en schade aan de onderkant van de trein. Zo kan een wissel maar een kant op schuiven en rijden treinen de verkeerde op en ontstaan er vertragingen. Dit willen wij voorkomen.
Voor dit project wordt er een oplossing bedacht om sneeuw en ijs sneller en gemakkelijker tussen wissels of van treinen te verwijderen. Zo kunnen storingen in de wintertijden worden verholpen en zal het reizen gemakkelijker gaat.
Intentie
Iedereen heeft het allemaal wel eens een keer meegemaakt. Tijdens het wachten op het perron voor de trein, wordt er ineens aangekondigd dat de trein vertraging heeft. Dit kan voor de mensen die dagelijks met de trein reizen, slecht worden ervaren, aangezien er geen ander vervoermiddel beschikbaar is. Hierdoor moeten er wel gewacht worden en er is dan een mogelijkheid dat mensen niet op tijd zijn.
De grootste gedeelte van vertragingen zijn meestal storingen bij de wisselspoor. Het probleem is dus best wel groot, want als dat gebeurd ontstaat er een soort van file, en wordt de vertraging alleen maar groter. Ons doelstelling is dus is om een groot gedeelte van dit probleem te verhelpen en ervoor te zorgen dat er minder vertragingen in de toekomst zullen ontstaan.
Plan van aanpak
ProRail heeft verschillende oplossingen voor de problemen met het wisselspoor in de winter. Zo wordt het stilstaande deel van het wisselspoor verwarmt met behulp van gas of elektriciteit. Deze methoden hebben echter verschillende voor en nadelen. Zo is gas goedkoper dan elektriciteit maar verwarmt elektriciteit het spoor sneller. Ook is elektriciteit duurzamer en efficiënter. Helaas heeft het bedrijf een bepaalde budget waar ze een gegeven periode over moeten doen. Het is natuurlijk niet mogelijk om al het geld te investeren in wissels aangezien het spoor met meerdere problemen kampt.
Als er een blok ijs tussen de wissels vast komt te zitten, heeft de wisselverwarming grofweg drie minuten om het ijs te laten smelten, dat is vaak niet genoeg tijd en daardoor ontstaat er een vertraging. Mocht een wissel niet snel genoeg verwarmen wordt er een team met gasbranders naar de wissel gestuurd om het ijs alsnog te laten smelten. Dit kost natuurlijk meer tijd en daarom moet er een efficiëntere manier bedacht worden om zo het probleem te verminderen. In onderstaande button staat onze plan van aanpak.
Project
Voor de oriëntatie en inventarisatie werd er gebruik gemaakt van verschillende vraagstukken die concreet beantwoord werden. Dit gedeelte van het project is te vinden in het eindverslag. Na dit onderzoek, werd er gebrainstormd. Daaruit kwam het hoofdidee, namelijk stoom. Waarom precies stoom?
Stoom wordt veel in de praktijk gebruikt. De productie van stoom kan op verschillende manieren. Eerst wordt water verwarmd met behulp van elektriciteit, aardgas of kolen. Voor het verwarmen van stoom wordt verzadigde stoom gebruikt, omdat deze in vergelijking met oververhitte stoom een veel hogere warmteoverdrachtscoëfficiënt heeft en bovendien de condensatiewarmte veel hoger is dan de dichtheid van stoom.
Ook bewegen de moleculen in stoom veel sneller dan in ijs. Als stoom in aanraking zal komen met ijs, zullen de moleculen in het rooster van ijs ook sneller bewegen. Hierdoor ontstaat warmte en smelt het ijs.
Hieronder is een kleine weergave van het idee.
Hoe werkt het precies?
Een grote stoomboiler wordt neergelegd op een algemeen punt. Verder worden er buizen aangelegd onder de wissels. In deze buizen zitten gaten, die handmatig open en dicht kunnen. Wanneer er dan ijs tussen de wissel zit, zal een sensor een melding geven. Daarna zal de stoom door de buizen stromen, en waar nodig is zullen de gaten geopend worden en de stoom komt vrij. Deze stoom zal dan het ijs laten smelten. Wanneer het gesmolten is, zal er een afvoer zijn. Anders zal het water weer gaan bevriezen. Het afvoeren kan door middel van een andere buis. Deze buis vangt het water op en wordt weer teruggevoerd naar de stoomboiler. Zo hopen wij geen water te verspillen
Om dit te controleren, werd er gebruik gemaakt van een maquette. Er moest zekerheid zijn dat stoom daadwerkelijk ijs smeller laat smelten. Hiervoor werd er gebruik gemaakt van een waterkoker. Meer informatie? Zie de link hieronder.
Maak jouw eigen website met JouwWeb