휠/레일 접촉에서 발생하는 나노입자 발생경향

초록

지하철의 미세마모입자는 대부분 휠/레일 접촉에서 발생한다. 현재까지 각 입자 사이즈의 속도에 따른 발생경향은 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 twin-disc rig 를 활용하여 다섯 가지의 열차 속도에서의 미세마모입자 발생경향을 확인해보았다. Fast mobility particle sizer(FMPS)를 활용하여 초미세 마모입자(D≤100nm) 및 미세 마모입자(100<D≤lum)의 수농도를 측정하였고, optical particle sizer(OPS)를 활용하여 조대마모입자(1um<D)의 수농도를 측정하였다. 인가 하중은 15kN 으로 약 1200MPa 의 최대 Hertzian contact pressure 가 인가되었다. 측정 열차 속도는 28, 45, 73, 90, 102 km/h 이다. 시험 결과 세 입자 사이즈 모두 속도가 증가함에 따라 발생량이 증가하였다. 미세입자의 수농도가 가장 크게 나타났고, 초미세, 조대 입자 순으로 수농도가 발생하였다. 시험결과 열차 속도는 미세먼지발생량과 밀접한 관련이 있었다.