8. Исследование нештатной ситуации

Нештатная ситуация №1.

Первоначально рассмотри ситуацию указанную в задании, а именно ПНТ : повышение наружной температуры воздуха до +45⁰С.Необходимо определить, справится ли холодильное оборудование с возникшими условиями перевозки груза.

Минимальную температуру, при которой РК будет нормально работать в условиях нештатной ситуации, определим графическим способом (Рис.5).

Произведем расчет теплопритоков и холодопроизводительности при значениях внутренней температуры t_в: 15⁰С, 20⁰С; 5⁰С; 0⁰С. Значения относительной влажности те же что и в предыдущем пункте.

1. При t_н=45⁰С; t_в=15⁰С.

Вт.

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при = 45⁰С (примем равными соответственно 1,110 кг/м³ и 1,072 кг/м³),

;

=120 ;

=42 ;

Вт.

,

Вт.( не изменится).

,

Вт.(не изменится).

,

=0,3∙527=158 Вт;

Теплоприток вследствие необходимости охлаждения груза до температуры транспортировки:

Q₆ = (g_г ∙с_г+ g_т∙ с_т) ∙ (t_гн– t_гк) / t _охл,

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (45-15) / 72=29,03 МДж/ч=8063 Вт.

,

Вт.( не изменится).

Полный набор теплопритоков в грузовое помещение контейнера:

Вт.

= -12=15-12=3 ;

+12=45+12 =57 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,045 м3/кг;

кДж/м³.

Вт.

Вт.

2. При t_н=45⁰С; t_в=20⁰С.

Вт.

=120 ;

=54 ;

Вт.

=0,3∙446=134 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (45-20) / 72=24,2 МДж/ч=6722 Вт.

Вт.

= -12=15-12=8 ;

+12=45+12 =57 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,045 м3/кг;

кДж/м³.

Вт.

Вт.

3. При t_н=45⁰С; t_в=5⁰С.

Вт.

=120 ;

=18 ;

Вт.

=0,3∙689=207 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (45-5) / 72=38,7 МДж/ч=10750 Вт.

Вт.

= -12=5-12=-7 ;

+12=45+12 =57 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,06 м3/кг;

кДж/м³.

Вт.

Вт.

4. При t_н=45⁰С; t_в=0⁰С.

Вт.

=120 ;

=8 ;

Вт.

=0,3∙756=227 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (45-0) / 72=43,54 МДж/ч=12094 Вт.

Вт.

= -12=0-12=-12 ;

+12=45+12 =57 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,07 м3/кг;

кДж/м³.

Вт.

Вт.

Далее строится график, на основе которого определяется допустимая температура t ^min_в внутри РК:

Рис.5.Графическое определение возможности перевозки в условиях ПНТ

Минимальной температурой, которая должна быть внутри рефрижераторного контейнера для того чтобы холодильное оборудование справлялось с охлаждением СПГ, является t^min_в=7,3⁰С.При температуре внутри контейнера равной 7,3⁰ С и выше разрешается перевозка грузов. Плодоовощи данные в задании к курсовой работе (бананы) можно допустить к перевозке при t_н=45⁰С.

Нештатная ситуация №2.

Рассмотрим следующий вид нештатной ситуации: РВ10- разгерметизация грузового помещения вагона (предположим что из-за неплотно закрытой двери) с увеличением притока наружного воздуха в 10 раз ( остальные параметры те же что и в п.7).

Произведем теплотехнический расчёт.

Вт.

где: исходя из условия нештатной ситуации;

=3∙74,34=223 ;

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при =32⁰С ( примем равными соответственно 1,157 кг/м³ и 1,136 кг/м³),

;

=70 ;

=32 ;

Вт.

,

=0,3∙2707=812 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-12) / 72=19,4 МДж/ч=5389 Вт.

Вт.

Вт.

= -12=12-12=0 ;

+12=32+12 =44 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,055 м3/кг.

кДж/м^3;

Вт.

Вт.

b= / =12388/21345=0,6<1-условие выполнено.Достаточная мощность оборудования обеспечена.Данный плодоовощной груз можно перевозить при возникновении рассмотренной нештатной ситуации.

Произведем расчет теплопритоков и холодопроизводительности при значениях внутренней температуры t_в: 15⁰С, 20⁰С; 5⁰С; 0⁰С.:

Построим графические зависимости к определению возможности перевозки СПГ в РК с разгерметизацией внутреннего помещения (Рис.6).

1. При t_н=32⁰С; t_в=15⁰С.

Вт.

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при = 32⁰С (примем равными соответственно 1,157 кг/м³ и 1,136 кг/м³),

;

=70 ;

=42 ;

Вт.

Вт.

Вт.

,

=0,3∙1995=599 Вт.

Q₆ = (g_г ∙с_г+ g_т∙ с_т) ∙ (t_гн– t_гк) / t _охл,

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-15) / 72=16,45 МДж/ч=4569 Вт.

Вт.

Вт.

= -12=15-12=3 ;

+12=32+12 =44 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,045 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

2. При t_н=32⁰С; t_в=20⁰С.

Вт.

;

=70 ;

=54 ;

Вт;

Вт;

Вт;

=0,3*1440=342 Вт;

Q₆ = ( 17,1*3,6+ 3*2,7)*(32-20) / 72=11,61 МДж/ч=3225 Вт.

Вт.

Вт.

= -12=20-12=8 ;

+12=32+12 =44 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,045 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

3. При t_н=32⁰С; t_в=5⁰С.

Вт.

=70 ;

=18 ;

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙3705=1111,5 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-5) / 72=26,12 МДж/ч=7256 Вт.

Вт.

= -12=5-12=-7 ;

+12=32+12 =44 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,06 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

4. При t_н=32⁰С; t_в=0⁰С.

Вт.

=70 ;

=8 ;

Вт.

=0,3∙4417=1325 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-0) / 72=30,96 МДж/ч=8600 Вт.

Вт.

= -12=0-12=-12 ;

+12=32+12 =44 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,07 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

Рис.6.Графическое определение возможности перевозки в условиях РВ10

Полученное на пересечении кривых значение температуры t^*_в =3,25⁰С, является минимально достижимой температурой внутри рефрижераторного контейнера, вводит ограничение в области понижения температуры . Перевозка плодоовощного груза возможна при данных условиях.

Произведем расчет теплопритоков и холодопроизводительности при значениях наружной температуры t_н: 35⁰С, 40⁰С; 20⁰С; 0⁰С.:

_{Определим максимально допустимую для перевозки температуру наружного воздуха} t^*_н .

1. При t_в=12⁰С; t_н=35⁰С.

Вт.

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при = 35⁰С (примем равными соответственно 1,146 кг/м³ и 1,121кг/м³),

;

=80 ;

=32 ;

Вт.

Вт.

Вт.

,

=0,3∙3390=1017 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (35-12) / 72=22,3 МДж/ч=6181 Вт.

Вт.

Полный набор теплопритоков в грузовом помещение контейнера:

Вт.

= -12=12-12=0 ;

+12=35+12 =47 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,055 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

2. При t_в=12⁰С; t_н=40⁰С.

Вт.

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при = 40⁰С (примем равными соответственно 1,128 кг/м³ и 1,097кг/м³),

;

=98 ;

=32 ;

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙4538=1362 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (40-12) / 72=27,1 МДж/ч=7525 Вт.

Вт.

Полный набор теплопритоков в грузовом помещение контейнера:

Вт.

= -12=12-12=0 ;

+12=40+12 =52 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,055 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

3. При t_в=12⁰С; t_н=20⁰С.

Вт.

=38 ;

=32 ;

,

где: соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при = 20⁰С (примем равными соответственно 1,205 кг/м³ и 1,195кг/м³),

;

Вт.

=0,3∙446=133,8 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (20-12) / 72=7,74 МДж/ч=2150 Вт.

Полный набор теплопритоков в грузовом помещение контейнера:

Вт.

= -12=12-12=0 ;

+12=20+12 =32 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,055 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

4. При t_в=12⁰С; t_н=45⁰С.

Вт.

=120 ;

=32 ;

Вт.

=0,3∙5942=1783 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (45-12) / 72=31,9 МДж/ч=8869 Вт.

Полный набор теплопритоков в грузовом помещение контейнера:

Вт.

= -12=12-12=0 ;

+12=45+12 =57 ;

МПа;

МПа;

кДж/кг ;

кДж/кг ;

v1=0,055 м3/кг;

кДж/м³;

Вт.

Вт.

Полученное на пересечении кривых значение температуры t^*_н =41 ⁰С, является максимально достижимой температурой снаружи РК, вводит ограничение в области повышения температуры .

Рис.6.Определение возможности перевозки груза в условиях РВ10

Нештатная ситуация №3.

Рассмотрим нештатную ситуацию, связанную с повреждением теплоизоляции, в результате которой коэффициент k_p увеличился в 5 раз.Определим возможность перевозки заданного СПГ в данной ситуации.

Произведем расчёт теплопритоков.

коэффициент теплопередачи ограждений грузового помещения ( ).

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙270,7=81,2 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-12) / 72=19,4 МДж/ч=5389 Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

b= 13583/21345=0,64<1-условие выполнено.

Достаточная мощность оборудования обеспечена.

Определим минимальную границу температур t_в^* с помощью графических построений (Рис.8)

1. При t_н=32⁰С; t_в=15⁰С.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙199,5=59,9 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-15) / 72=16,45 МДж/ч=4569 Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

2. При t_н=32⁰С; t_в=20⁰С.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙144=34,2 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-20) / 72=11,61 МДж/ч=3225 Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

3. При t_н=32⁰С; t_в=5⁰С.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙370,5=111,2 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-5) / 72=26,12 МДж/ч=7256 Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

4. При t_н=32⁰С; t_в=0⁰С.

Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

=0,3∙441,7=132,5 Вт.

Q₆ = ( 17,1∙3,6+ 3∙2,7) ∙ (32-0) / 72=30,96 МДж/ч=8600 Вт.

Вт.

Вт.

Вт.

Полученное на пересечении кривых значение температуры t*_в =4,25⁰С, является минимально достижимой температурой внутри рефрижераторного контейнера, вводит ограничение в области понижения температуры .Перевозка плодоовощного груза возможна.

Рис.8.Определение возможности перевозки груза в условиях ПТ