5.Определение расстояния между станциями экипировки рпс, пунктами технического обслуживания и указание их на схеме заданного направления

Расстояние, которое может преодолеть РПС без дозаправки топливом дизель-генераторных установок, зависит от емкости топливных баков, суточного расхода топлива и маршрутной скорости «холодных» поездов:

,

где для 5-вагонной секции БМЗ:

-вместимость топливных баков;

-суточный расход топлива всеми дизелями РПС при 20-часовой работе с полной нагрузкой;

-резервный (двухсуточный) запас топлива, л;

-гарантированная (маршрутная) скорость;

;

для 5-вагонной секции ZB-5:

G₀ = 1440 л,

g_сут = 80 л/сут,

V_м = 420 км/сут,

L = 6720 (км);

Для АРВ-Э:

G₀ = 1000 л,

g_сут = 80 л/сут,

V_м = 420 км/сут,

L = 4410 (км);

Т.к. расстояние от Владивостока до Москвы больше этого значения, то я делаю вывод о том, что необходимы остановки на станциях Иркутск-Сортировочный (4113 км) и Болотная (5829 км) для технического обслуживания.

6.Расчет эксплуатационных теплопритоков в рефрижераторный вагон при перевозки заданного груза летом при заданных параметрах наружного воздуха и возможности их подавления холодильными машинами; определение расхода технического ресурса энергетического оборудования

Полный набор теплопритоков в грузовое помещение вагона включает семь составляющих

Q₁-теплоприток через ограждения кузова вследствие разности температур t_н и t_в,

,

где F_р = 227 ( м²) -средняя поверхность ограждений грузового помещения;

K_р = 0,33 Вт/(м²*К)-коэффициент теплопередачи ограждений грузового помещения;

t_н = 29^оС, t_вн = 3^оС;

Q₁ = 0,33*227*(29-3) = 1948 (Вт)

-теплоприток при принудительной замене воздуха грузового помещения наружным и за счет естественного воздухообмена через неплотности кузова,

где -инфильтрация воздуха через неплотности кузова,

V_в0 = 0,3*V_полн в обычных условиях транспортировки,

V_0e = 0,3*113 = 33,9 (м³/ч) ;

-плотность наружного воздуха при заданных температуре t_н и относительной влажности ,

,

где -соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при t_н:

p_c = 1,157 (кг/м³),

р_в = 1,140 (кг/м³),

р = 0,5*1,157 + 0,5*1,140 = 1,1485 (кг/м³)

i_в = 23 кДж/кг, i_н = 62 кДж/кг,

Q₂ = 33,9*1,1485(62-23) = 1518 (кДж/ч) = 422 (Вт);

- теплоприток, связанный с воздействием солнечной радиации

,

где -эффективная поверхность облучения,

F_c = 0,4*227 = 90,8 (м²),

-эффективная продолжительность периода облучения,

-превышение температуры облученной поверхности вагона над температурой необлученной поверхности;

где -средняя интенсивность солнечной радиации за период облучения,

-коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью вагона,

-коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к стенке вагона на стоянке,

,

Q₃ = (0,33 *90,8*22,26*13)/24 = 361,3 (Вт);

-теплоприток вследствие работы электродвигателей вентиляторов- циркуляторов в грузовом помещении,

,

где N = 1,8 кВт-суммарная мощность электродвигателей;

- ожидаемое число часов работы вентиляторов-циркуляторов,

Q₄= (1,8*10³*16)/24 = 1200 (Вт);

-тепловой приток в грузовое помещение при оттаивании с помощью горячих паров хладагента снеговой шубы на испарителе. Поскольку интенсивность нарастания снеговой шубы прямо зависит от потока наружного воздуха, попадающего в вагон через неплотности кузова, можно принять

,

Q₅ = 0,3*422 = 126,6 (Вт);

-теплоприток от охлаждаемых во время перевозки СПГ и тары, в которую они упакованы,

,

где -масса груза и тары в рассматриваемом вагоне,

,

V = 100 м³ -погрузочный объем 5-вагонной секции ZB-5,

г = 0,34 т/м³ - погрузочная масса яблок,

G_г = 100*0,34 = 34 (т) = 34000 (кг)

Т.к. масса тары равна 15% общей массы груза, то

,

Gт = 0,15*34000 = 5100 (кг)

-теплоемкость груза,

-теплоемкость тары,

-начальная (в период массовой уборки плодоовощей) и конечная (по условиям перевозки) температуры груза:

t_гн=29^оС, t_гк=3^оС

t_охл = 72 -продолжительность охлаждения плодоовощей в груженом рейсе,

Q₆ = ((34000*3,6+5100*2,7)*(29-3))/72 = 49172,5 (кДж/ч) = 13659,1 (Вт);

-биологическое тепловыделение плодоовощей,

,

где -удельная величина биологического тепло-выделения,

Q₇ = 34*46 = 1564 (Вт);

Q_тп = 1948 + 422 + 361,3 + 1200 + 126,6 + 13659,1 + 1564 = 19281 (Вт);

Холодопроизводительность располагаемого оборудования находят по формуле:

,

где 2-число холодильных машин в грузовом вагоне с индивидуальным охлаждением,

Vк = 60 м³ - объем, описываемый за один час поршнями компрессора в цилиндрах низкого давления двухступенчатой ХМ;

- коэффициент подачи,

,

,

-объемная холодопроизводительность всасываемого компрессором хладагента,

- коэффициент, учитывающий потери холода вследствие наличия снеговой шубы на трубах испарителя, в вагонах с индивидуальным охлаждением.

Для определения значений и , зависящих от реальных условий эксплуатации, необходимо построить действительный цикл холодильной машины на p,i-диаграмме для хладона (см рис.1). Отправные требования при этом даются соотношениями, справедливыми для установившихся режимов работы оборудования:

,

где -температура кипения жидкого хладагента в испарителе,

t_р = t_в = 3^оС, t₀ = 3 - 12 = -9^оС;

Температура паров хладагента в конденсаторе:

,

где t_н = 29 ^оС -температура наружного воздуха

t_к = 29 + 12 = 41^оС;

При отсутствии в схеме ХМ регенеративного теплообменника температура слегка перегретых паров хладагента, всасываемых компрессором определяется по формуле:

, t_вс = -9 + 7 = -2^оС;

а температура переохлажденного жидкого хладагента перед дросселирующим устройством:

, t_п = 41 – 3 = 38 ^оС.

По найденным температурам на диаграмме состояний в координатах lg p,i определяем давления кипения p₀ = 0,2 МПа и конденсации p_к = 1,1МПа хладона, все точки действительного цикла и отвечающие им значения энтальпий, а также удельного объема всасываемых в компрессор паров хладагента V₁ = 0,06 м³/кг.

Этих данных достаточно для нахождения величин и :

P_пр = 0,2*1,1 = 0,469 (МПа),

λ= 0,855 – 0,0425*(0,469)/0,2 = 0,755,

q_v = (547-400)/0,06 = 2450 (кДж/м³),

Q_oэ = 2*60*0,755*2450*0,9 = 199773 (кДж/ч) = 55492,5(Вт);

Реализуемая холодопроизводительность будет меньше величины ,ввиду технологического ограничения максимальной продолжительности непрерывной работы компрессора (22 ч/сут)

,

Q^p_0э = 55492,5*22/24 = 50868,1 (Вт);

,

b = 19280,9/50868,1 = 0,41,

очевидное условие достаточной мощности : b<1. В этом случае время работы ХМ и дизель-генераторов в груженом рейсе определяет расход их технического ресурса:

,

где Т_у = 21 -уставной срок доставки яблок,

Т_р = 24*0,41*21 = 207 (ч)