살수 조건하에서의 휠/레일 접촉 미세마모입자 발생 특성？ 속도 영향

초록

본 연구에서는 살수 방법이 휠-레일 접촉에서 발생하는 미세마모입자의 발생 저감에 효과가 있는지를 시험을 통해 확인하였다. 시험은 twin-disk rig 를 이용하여 진행하였고, 건조 및 살수 조건하에서 미세마모입자 발생량을 세 가지의 다른 열차 속도 조건(28, 73, 90 km/h)에서 측정하였다. 나노입자(6nm<입자크기<523nm)는 fast mobility particle sizer (FMPS)를 이용하여 수농도를 측정하였고, 마이크로입자(0.3μm<입자크기<10μm)는 optical particle sizer(OPS)를 활용하여 수농도를 측정하였다. 시험 결과 열차 속도가 건조 및 살수 조건하에서의 미세마모입자 발생 경향, 발생량, 그리고 입자 분포에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 또한, 살수 방법이 미셈마모입자 발생 저감에 효과적임을 확인하였고, 저감량은 속도가 증가할수록 커졌다. 특히, 살수 방법은 마이크로 마모입자 저감에 아주 효과적으로, 살수 결과 마이크로입자들은 거의 발생하지 않았다. 살수 조건에서는 건조 조건에 비해 약 10nm 크기의 입자 발생량이 많이 증가하였는데, 이는 마찰열에의해 증발된 수증기가 응축되면서 발생한 것으로 판단된다. 이는 100nm 이하의 초미세입자 발생량을 증가시키는 원인이 되었다. 본 연구 결과, 살수 방법은 휠-레일 접촉에서 발생하는 미세마모입자를 저감시킬 수 있는 잠재적 방법이 될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 관련 연구 내용은 Tribology International, Vol. 150, article number 106393 (2020)에 출판되었음을 밝힌다.