Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Индивидуальное задание по дисциплине

«Кондиционирование воздуха пассажирских вагонов»

Теплотехнический расчет пассажирского вагона

Выполнил:

Студент гр. 19 В

______________ И. А. Гаджиев

Проверил:

профессор кафедры ВВХ

______________Ю. И. Матяш

Омск 2013

Задание

По расчетным значениям, указанным в таблице 1, спроектировать пассажирский вагон с холодильной установкой.

Таблица 1 - Наименование, тип и основные размеры кузовов пассажирских вагонов

Параметры	Значения
Тип вагона	Пассажирский, мягкий, купейный модели 61-801
Длина вагона по концевым балкам , м	23,6
Длина тамбура вагона , м	1
Ширина вагона , м	3,1
Высота боковой стены вагона , м	2,4
Радиус сечения крыши вагона, м	3,5
Количество мест для пассажиров	18

Цель: выполнить теплотехнический расчет вагона.

Содержание

Введение……………………………………………………………….	4
1 Определение общей площади теплопередающей поверхности вагона…………………………………………………………………………	5
2 Определение коэффициента теплопередачи кузова пассажир-ского вагона………………………………....................................	8
3 Определение теплопритоков в вагон в летнее время…………….	11
4 Расчет теоретического цикла паровой холодильной машины...	14
5 Расчёт диаметров трубопроводов………………………………..	16
Заключение…………………………………………………………….	17
Библиографический список…………………………………………..	18

Введение

При проектировании пассажирского подвижного состава решается задача выбора технических и энергетических параметров вагона и его оборудования. От значений этих параметров во многом зависит комфортность всего перевозочного процесса.

Теплотехнический расчет пассажирского вагона выполняется на основании технических условий, которые разрабатываются и утверждаются на каждую модель.

Для выполнения такого расчета указывают: тип вагона, осность, габарит и наружная длина кузова, система охлаждения и отопления, требуемый коэффициент теплопередачи ограждений вагона, минимальная и максимальная температуры наружного воздуха и воздуха в салоне вагона.

1 Определение общей площади теплопередающей поверхности вагона

1. Конструкция ограждения кузова пассажирского вагона

Конструкция кузова пассажирского вагона отличается тем, что должна препятствовать передаче тепла через стены ограждения, поэтому стены, пол и крыша выполняются многослойными с использованием теплоизоляционных материалов.

Для проведения теплотехнического расчета необходимы данные по толщинам слоев различных участков стен ограждения, по площади этих участков и по физическим константам материалов слоев.

Общую площадь теплопередающей поверхности пассажирского вагона следует определять по наружным размерам пассажирского помещения. Части кузова пассажирского вагона, например тамбуры, не обслуживаемые вагонным кондиционером или отопительными приборами и не имеющие теплоизоляционного ограждения, в расчет не принимаются. На рисунке 1 схематично показан разрез ограждения кузова пассажирского вагона с основными размерами.

а) б)

Рисунок 1 – Схема планировки кузова пассажирского вагона

а) – продольное; б) – поперечное:

1, 4 – тамбур; 2 – теплоизоляционное ограждение; 3 – пассажирское помещение; 5 – боковая стена; 6 – крыша; 7 – воздушная прослойка; 8 – фальшпотолок; 9 – пол; 10 – торцевая стена

Тепловлажностная защита и герметичность кузова определяются конструкцией ограждающих поверхностей и используемыми теплоизоляционными материалами. Конструкция ограждения современного пассажирского вагона представляет собой многослойную стену. Элементы ограждения кузова пассажирского вагона приведены на рисунках 2,3.

Рисунок 2 - Многослойная однородная стена (зона сплошной изоляции крыши пассажирского вагона):

1 – стальной лист наружной обшивки; 2 – слой антикоррозийной противошумовой мастики; 3 – теплоизоляция; 4 – влагозащитная пленка;

5 – фанерная внутренняя обшивка

Рисунок 3 - Многослойная неоднородная стена (зона дуги крыши пассажирского вагона):

1 – стальной лист наружной обшивки; 2 – слой антикоррозийной противошумовой мастики; 3 – стальной прокатный профиль (дуга);

4 – теплоизоляция; 5 – деревянный брусок; 6 – влагозащитная пленка;

7 – фанерная внутренняя обшивка

В общем случае общая площадь теплопередающей поверхности пассажирского вагона определяется по выражению (1.1):

, м2

(1.1)

где F_п – площадь поверхности пола, м²;

F_б – площадь боковой стены, м²

F_к – площадь крыши, м²;

F_т – площадь торцевой стены, м²;

F_о – суммарная площадь всех окон пассажирского помещения вагона, м².

Площадь поверхности пола определяется по выражению:

, м2

(1.2)

где – длина вагона по концевым балкам, м;

– длина тамбура вагона, м;

– наружная ширина вагона, м.

м².

Выражение для определения площади боковой стены:

, м2

(1.3)

где h_в – высота боковой стены, м.

м².

Площадь поверхности крыши определяется по выражению:

, м2

(1.4)

где – радиус сечения крыши, м.

– угол, ограничивающий дугу, °.

Угол, ограничивающий дугу:

,

(1.5)

Откуда:

.

(1.6)

.

м².

Площадь торцевой стены, определяется по выражению:

, м2

(1.7)

м².

Общая площадь окон пассажирского помещения принимается:

м2.

м².

Таблица 2 – Результаты расчетов

Поверхность кузова пассажирского вагона	Площадь, м2
Пол,	69, 4
Боковая стена,	51,84
Торцевая стена,	7,44
Крыша,	66,96
Окна,	13
Общая площадь,	241,92