8.6 Аналитический расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне
Расчёт выполняют в киловаттах на одну грузовую единицу (вагон, контейнер).
Мощность теплового потока вследствие теплопередачи через ограждения кузова вагона (контейнера), кВт/ед.:
,
где Fр – полная расчётная поверхность грузового помещения (см. прил. М), м2; tр – расчётная температура наружного воздуха на направлении перевозки (см. формулу (8.1)), °С; tв – среднее значение между верхней и нижней границами требуемого температурного режима перевозки груза (прил. Р), °С; Fм – расчётная поверхность машинных отделений, контактирующих с грузовым помещением (см. прил. М), м2; tм – температура воздуха в машинном отделении, °С, которая выше расчётной температуры наружного воздуха за счёт теплоотдачи холодильными машинами и дизелями (на 4 °С – для вагонов рефрижераторных секций, на 16 и 7 °С – при использовании АРВ‑Э и рефрижераторных контейнеров соответственно); kр – расчётный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций грузового помещения вагона или контейнера (см. формулу (8.6)), Вт/(м2К).
Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздуха внутрь грузового помещения транспортного модуля, кВт/ед.:
,
(8.11)
где н – плотность наружного воздуха (см. табл. У.1), кг/мз; и – кратность инфильтрации воздуха через неплотности в ограждениях грузового помещения и в вентиляционной системе в зависимости от скорости движения и времени эксплуатации транспортного модуля (таблица 8.6), ч-1; Vп – полный объём грузового помещения транспортного модуля (см. прил. М), м3; iн – удельное теплосодержание наружного воздуха в зависимости от его температуры и влажности (см. табл. У.2), кДж/кг; iв – то же, воздуха внутри грузового помещения в режиме перевозки и при относительной влажности 90…95 % (см. там же), кДж/кг.
Таблица 8.6
Кратность инфильтрации наружного воздуха
Скорость движения, км/ч |
Кратность инфильтрации наружного воздуха, ч-1, при сроке эксплуатации транспортного модуля, лет |
||||||
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
28 |
|
0 |
0,10 |
0,12 |
0,15 |
0,17 |
0,20 |
0,22 |
0,24 |
10 |
0,14 |
0,18 |
0,21 |
0,24 |
0,28 |
0,32 |
0,34 |
25 |
0,17 |
0,22 |
0,26 |
0,30 |
0,34 |
0,38 |
0,42 |
50 |
0,22 |
0,27 |
0,32 |
0,37 |
0,42 |
0,48 |
0,52 |
75 |
0,26 |
0,32 |
0,38 |
0,44 |
0,50 |
0,58 |
0,62 |
100 |
0,30 |
0,37 |
0,44 |
0,51 |
0,59 |
0,67 |
0,72 |
Примечание: полужирным шрифтом выделено среднее значение параметра.
На объём инфильтрации воздуха через ограждения кузова изотермических вагонов и контейнеров существенное влияние оказывают скорость их движения и срок службы. Значение и в зависимости от этих факторов колеблется от 0,1 до 0,7 долей единицы за один час от Vп (см. табл. 8.6). Её можно рассчитать по эмпирическому выражению, ч–1:
где числа – эмпирические коэффициенты; Тэ – продолжительность эксплуатации вагона, контейнера с момента изготовления, лет; Vуч – средняя участковая скорость движения вагона, км/ч, которую можно определить исходя из норм суточного пробега.
Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ед., определяют дважды (см. рис. 8.4 и 8.5) – при охлаждении груза от tг.н до tв (Qб1) и когда груз уже охладился (Qб2):
;
,
где qб1 – удельные тепловыделения плодоовощей при их охлаждении (табл. Г.2), Вт/т; qб2 – то же, в режимах «теплокомпенсация» и «хладокомпенсация», т. е. когда груз охладился до среднего значения температурного режима перевозки (табл. Г.1), Вт/т; Gгр – масса перевозимого груза (без учёта массы тары, упаковки и средств пакетирования), т.
Если плодоовощи погружены в охлаждённом виде (температура груза соответствует температурному режиму перевозки), то определяют только Qб2. Если плодоовощи за время перевозки не успевают охладиться (продолжительность охлаждения груза превышает продолжительность перевозки или равна ей), то определяют только Qб1.
Мощность теплового потока от воздействия солнечной радиации, кВт/ед.:
,
где Fб.с – поверхность боковых стен транспортного модуля (см. прил. М), м2; Fк – то же, крыши (см. там же), м2; tэ.р эквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности транспортного модуля при наличии и отсутствии солнечной радиации в зависимости от широты местности (таблица 8.7), К; tэ.в – то же, прямой радиации на вертикальные поверхности (см. там же), К; tэ.г – то же, прямой радиации на горизонтальные поверхности (см. там же), К; c – вероятность солнечных дней в году (0,3…0,7), доли единицы; kр – расчётный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций грузового помещения вагона или контейнера (см. формулу (8.6)), Вт/(м2К); c – продолжительность воздействия солнечной радиации (таблица 8.8), ч/сут.
Мощность теплового потока, эквивалентного работе вентиляторов-циркуляторов, кВт/ед., определяют дважды (см. рис. 8.4 и 8.5) – при охлаждении груза от tг.н до tв (Qц1) и когда груз уже охладился (Qц2):
; 
,
где Nц – суммарная мощность электродвигателей вентиляторов-циркуляторов (см. прил. М), кВт/ед.; – коэффициент трансформации механической энергии вентиляторов-циркуляторов внутри воздуховода в тепловую, = 0,10; в – продолжительность нестационарного температурного режима перевозки груза, когда непрерывно работают вентиляторы-циркуляторы (см. формулу (8.8)), ч; ц1(2) – коэффициенты рабочего времени вентиляторов-циркуляторов соответственно при охлаждении груза и после охлаждения (таблица 8.9); г – продолжительность охлаждения груза (см. формулу (8.9)), ч.
Таблица 8.7
Эквивалентные температуры рассеянной и прямой солнечной радиации на поверхности транспортных модулей
Вид солнечной радиации |
Широта местности, градусы северной широты |
Эквивалентные температуры солнечной радиации, К, по периодам года |
||
летний |
переходный |
зимний |
||
Рассеянная (tэр) |
40 |
2,0 |
1,6 |
1,0 |
45 |
1,9 |
1,4 |
0,9 |
|
50 |
1,6 |
1,2 |
0,8 |
|
55 |
1,4 |
1,0 |
0,7 |
|
60 |
1,3 |
0,8 |
0,6 |
|
65 |
1,1 |
0,6 |
0,4 |
|
70 |
0,8 |
0,3 |
0,2 |
|
Прямая на вертикальные поверхности (tэ.п.в) |
40 |
7,3 |
5,8 |
3,7 |
45 |
6,8 |
5,4 |
3,4 |
|
50 |
6,2 |
4,9 |
3,1 |
|
55 |
5,5 |
4,4 |
2,8 |
|
60 |
4,8 |
3,8 |
2,4 |
|
65 |
4,1 |
3,2 |
2,0 |
|
70 |
3,3 |
2,5 |
1,6 |
|
Прямая на горизонтальные поверхности (tэ.п.г) |
40 |
18,0 |
14,4 |
9,0 |
45 |
16,6 |
13,3 |
8,3 |
|
50 |
15,1 |
12,1 |
7,5 |
|
55 |
13,5 |
10,8 |
6,6 |
|
60 |
11,8 |
9,4 |
5,6 |
|
65 |
10,0 |
7,9 |
4,4 |
|
70 |
8,1 |
6,3 |
3,2 |
|
Примечание: полужирным шрифтом выделено среднее значение параметра.
Таблица 8.8
Продолжительность воздействия солнечной радиации на поверхности транспортных модулей
Период года |
Наименование показателя |
Широта местности, градусы северной широты |
||||||
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
||
Летний |
Восход солнца, часы суток |
7 |
6 |
6 |
5 |
5 |
4 |
3 |
Заход солнца, часы суток |
20 |
20 |
21 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
Продолжительность солнечного сияния, ч/сут |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
19 |
21 |
|
То же, проценты |
54 |
58 |
62 |
67 |
71 |
79 |
88 |
|
Переходный |
Восход солнца, часы суток |
6 |
6 |
7 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Заход солнца, часы суток |
19 |
19 |
18 |
18 |
18 |
17 |
16 |
|
Продолжительность солнечного сияния, ч/сут |
12 |
12 |
11 |
11 |
10 |
8 |
6 |
|
То же, проценты |
50 |
50 |
46 |
46 |
42 |
33 |
25 |
|
Зимний |
Восход солнца, часы суток |
7 |
8 |
9 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Заход солнца, часы суток |
18 |
18 |
18 |
17 |
17 |
16 |
15 |
|
Продолжительность солнечного сияния, ч/сут |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
5 |
3 |
|
То же, проценты |
46 |
42 |
38 |
33 |
29 |
21 |
12 |
|
Примечание: полужирным шрифтом выделено среднее значение параметра.
Таблица 8.9