4. Теплотехнический расчет изотермического подвижного состава.

Целью теплотехнического расчета является определение теплопритоков поступающих в грузовое помещение вагона при работе приборов охлаждение. Теплопоступления в вагон учитываются с учетом факторов дислокации вагона, режима перевозки и температуры наружного воздуха. При этом рассматриваются три режима транспортировки, а именно:

• 1-й режим – перевозка СПГ в тяжелый (летний) период года низкотемпературных грузов;

• 2-й режим – перевозка неохлажденной плодоовощной продукции с охлаждением в пути следования;

• 3-й режим – перевозка зимнее время с отоплением.

4.1. Определение теплопритоков для 1-го режима перевозки спг.

Общее количество тепла (Вт), отводимое через поверхность приборов охлаждения или холодопроизводительность установки при перевозке мороженых грузов составляет:

_n

Q ¹_общ = Q_i

^{i =1}

Исходные данные:

t_нар =+ 30⁰C;

t_в = -20⁰C;

_нар =60%;

_в =80%;

Определим Q₁ – теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждение кузова:

Q₁ =k_н*F_н*(t_нар - t_в)+k_м*F_м(t_м – t_в);

где k_н – коэффициент теплопередачи наружного ограждения кузова;

k_м – коэффициент теплопередачи машинного отделения;

k_н = k_м = 0,45[Вт/м²°С];

F_н – площадь теплопередающей поверхности наружного ограждения [м²];

F_н = F_в – F_{перегородок}

	Fв ,	Fперегородок	Fм
АРВ	253 м2	19 м2	19 м2
5-ваг.секция	253,6 м2	8,5 м2	8,5 м2

F_м – площадь перегородок машинного отделения;

t_м – температура в машинном отделении;

t_м =43-45°С

• АРВ:

F_н = 253 –19 =234 (м²);

Q₁ = 0,45*234*(30-(-20))+0,45*19*(45-(-20))=5265+555,75=5820,75(Вт);

• 5-вагонная секция:

F_н = 253,6 –8,5 =245,1 (м²);

Q₁ = 0,45*245,1*(30-(-20))+0,45*8,5*(45-(-20)) = 5514,75+248,625= =5763,375 (Вт);

Определим Q₂ – теплоприток от воздействия солнечной радиации (Вт):

Q₂ = Q_кр + Q_бок.ст. + Q_{торц.ст.} + Q_п

Каждый из этих слагаемых определяется по формуле:

где k_i – коэффициент теплопередачи части ограждения кузова;

F_i – наружная теплопередающая поверхность, облучаемой части ограждения;

А – коэффициент поглощения солнечных лучей ;

q – средне суточная интенсивность полного солнечного облучения

α – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности

	Fi		А	q	ki	α
	АРВ	5-ваг.сек.
Крыша	67,5 м2	67,8 м2	0,7	328 Вт	0,45	33 [Вт/ м2°С]
Боковая стена	107,2 м2	107,5 м2	0,6	142Вт
Торцевая стена	18 м2	10,3 м2	0,8	80 Вт
Пол	59,3 м2	59,5 м2	0,98	32 Вт

• АРВ:

• 5-вагонная секция:

Определим Q₃ – теплоприток через неплотности в дверях, люках, прохода трубопроводов и т.д.:

где V_н – объем воздуха, поступающий через неплотности

;

где V_пол – объем полного вагона;

ρ – плотность воздуха;

где ρ_с – плотность сухого воздуха;

φ_с – доля сухого воздуха;

ρ_в – плотность влажного воздуха;

φ_в – доля влажного воздуха;

p = 1,165*0,5+1,146*0,5 = 1,155 (кг/м³);

i₁ – энтальпия для наружного воздуха;

i₂ – энтальпия для вагона (со знаком «-»);

i₁ = 54 кДж/3,6кг°С

i₂ = 20 кДж/3,6кг°С

• АРВ

V=⅓ *88 = 29,33 (м³);

29,33 *1,155 Q₃ = (70-(-18)) = 828,08 (Вт)

3,6

• 5-вагонная секция

V=⅓ *108,2 = 36,07 (м³);

36,07 *1,155 Q₃ = (70-(-18)) = 1018,38 (Вт)

3,6

Определим Q₄ – теплоприток от действия электродвигателей вентиляторов-циркуляторов.

Q₄ = 0, т.к. вентиляторы-циркуляторы отключены, вентилирование не предусмотрено ППГ.

Определим Q₅ – теплоприток, образующийся в результате оттаяния «снеговой шубы».

Q₅ = 120 Вт

• АРВ

Q¹_общ = 5820,75+376,96+828,08+0+120=7145,79 (Вт)

• 5-вагонная секция:

Q¹_общ = 5763,375+377,61+1018,38+0+120=7279,365 (Вт)