2.1 Методика теплотехнического расчета вагона

Теплопритоки в грузовом помещении вагона определяются для режимов перевозки мороженых грузов, охлажденных плодоовощей и перевозки с отоплением. К расчету примем перевозку мяса мороженного в 5-вагонной секции БМЗ-5 с температурой в грузовом помещении – 12⁰С и в машинном отделении +45⁰С.

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения (холодопроизводительность установки), составляет:

Q₀=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q_{6 (2.2)}

1. Теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждения кузова, Q₁:

( 2.3)

где к – коэффициент теплопередачи;

∆t₁– абсолютная разница температур груза и наружного воздуха;

∆t₂– абсолютная разница температур груза и машинного отделения;

τ - длительность пребывания на участке, час

2. Теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации, Q₂:

, (2.4)

где F – наружная теплопередающая поверхность облучаемой части ограждения кузова;

А – коэффициент поглащения солнечных лучей;

Q – среднесуточная интенсивность солнечного облучения;

– коэффициент теплопередачи наружной поверхности.

По рекомендации Демьянкова принимаем:

( 2.5)

3. Теплоприток через неплотности в дверях, люках и т.д., Q₃:

, (2.6)

где V – объем воздуха, поступающего через неплотности;

– плотность наружного воздуха;

i₁, i₂ – теплосодержание воздуха наружного и в грузовом помещении вагона.

Принимаем

Тогда .

4. Теплоприток при вентилировании вагона, :

, (2.7)

где V_п – объем воздуха, подлежащего замене, м³(это разница между объемом вагона и объемом груза, V_п = 35-50 м³);

n – кратность вентилирования (3-4 раза за час);

С_в– теплоемкость воздуха(С_в = 1,3);

t_н – температура наружного воздуха,◦С;

t_в – температура воздуха в грузовом помещении,◦С;

– относительная влажность воздуха, поступающего в вагон и выходящего из него;

q₁, q₂ – абсолютная влажность поступающего в вагон и выходящего из него воздуха, г/м3;

r – теплота конденсации водяного пара из наружного воздуха.

Мясо мороженое при перевозке в летний период не вентилируются.

5. Теплоприток, эквивалентный работе двигателей вентиляторов в грузовом помещении вагона, :

, (2.8)

где N – мощность электродвигателя вентилятора;

n – число электродвигателей;

– КПД электродвигателей;

– продолжительность работы электродвигателя;

– время следования на участке.

6. Количество энергии, необходимое для охлаждения груза, принятого к перевозке без термической обработки, Q₆:

где m_гр – вес груза;

С_гр – теплоемкость груза;

m_тары – вес тары;

С_тары– теплоемкость тары;

t_Н – температура груза в момент погрузки;

t_К – температура груза, требуемая ППГ;

Z – время, установленное ППГ на охлаждение груза;

- энергия, выделяемая грузом в результате жизнедеятельности.

Все шесть теплопритоков практически никогда не действуют одновременно. В нашем случае при перевозке мороженого мяса вагон подается под погрузку термически подготовленным и в пути следования не вентилируется. Следовательно, в тепловых расчетах не надо учитывать Q4 и Q6.

Приведем расчет теплопритоков Владивосток-Хабаровск:

=(0,36*234,8(30-(-12)+0,36*17(45-(-12))*26,89= 104,35кВт

=0,15*104,35=15,65 кВт

=0,2*104,35=20,87 кВт

= кВт

=104,35+15,65+20,87+25,1=165,97 кВт

Таблица 2.3 - Теплопритоки расчетных участков

Наименование участков	Теплопритоки, кВт
	Q1	Q2	Q3	Q5	Qобщ
Владивосток-Хабаровск	104,35	15,65	20,87	25,1	165,97
Хабаровск-Иркутск	270,87	40,63	54,17	65,15	430,82
Иркутск-Красноярск	119,33	17,9	23,87	30,71	191,81
Красноярск-Омск	130,58	15,59	26,12	33,6	205,89
Омск-Тюмень	87,31	13,1	17,46	21,47	139,34
Тюмень-Екатеринбург	99,84	14,98	19,97	25,12	159,91
Екатеринбург-Казань	116,54	17,48	23,32	29,31	186,65
Казань-Москва	80,22	12,03	16,04	19,51	127,8

Наиболее интенсивный теплоприток на участке Хабаровск - ИркутскQ_общ=430,82 кВт.

С хема грузового вагона 5-ти вагонной секции БМЗ.

Произведённый выше расчёт не учитывает всевозможные другие теплопритоки, а также неточности принятых справочных данных и т.п., поэтому принято считать полученный результат нетто. Для проведения расчётов оборудования необходимо знать максимальное значения теплопритоков- брутто.

Рабочая холодопроизводительность нетто компрессора определяется:

, Вт.

Теплоприток брутто для рабочих условий для подбора оборудования холодильной установки определяется по формуле

, Вт, (2.11)

где β – коэффициента перевода холодопроизводительности нетто в брутто;

Рабочая холодопроизводительность нетто компрессора

Теплоприток брутто для рабочих условий для подбора оборудования холодильной установки