Билет 1

1. Значение и задачи железнодорожного хладотранспорта. История развития. Применение искусственного холода

2. Понятие теплотехнического расчёта изотермического вагона.

Ответ

1. Человек достаточно давно использовал искусственный холод для продления времени хранения продуктов.

Оптимальным способом сохранности перевозки является низкая температура.

С 1830 по 1865 годы были разработаны все принципиальные схемы холодильных машин, что дало возможность использовать для получения холода машинное охлаждение. В 1860 году был создан первый вагон-ледник в котором искусственный холод получали за счет использования водного льда и льдосоляной смеси.

В 1876 году построено первое судно-рефрижератор.

В 1877 году в Мурманске был построен первый холодильник с машинным охлаждение для хранения рыбы, а на Волге построено рефрижераторное судно с машинным охлаждением.

В 1903 году впервые в мире на Российских железных дорогах появился изотермический контейнер с льдосоляным охлаждением и рефрижераторный поезд, состоящий из 6 грузовых вагонов и вагона-машинного отделения, а позднее в 1908 году построен АРВ с машинным охлаждением.

1910-1913 – регулярное морское сообщение между портами Балтики и СПб и портами Владивостока и Одессы. На судах машинное охлаждение.

1926 – началась постройка первых вагонов-ледников г/п 28,5 т (с 1930 г – 30 т).

В 1951 году на железных дорогах России начали эксплуатироваться 21- и 23-вагонные рефрижераторные поезда.

В 1958 году на железных дорогах России начали эксплуатироваться 12- и 5-вагонные рефрижераторные секции (ZA-5) постройки ГДР.

В 1965 году прекращено строительство вагонов-ледников, начато строительство 5-вагоннных секций БМЗ (Брянского механического завода).

В 1966 году начало эксплуатации АРВ длиной 19 м (постройки ГДР).

В 1976 году начало эксплуатации АРВ длиной 21 м.

На этапе реформирования в 1997 г указанием МПС было созжано государственное унитарное предприятие (ГУП) РФ Сервис МПС. С 1.10.2003 ГУП преобразовано в филиал ОАО РЖД. Приписной парк 15,5 тыс вагонов (5500 – грузовые рефрижераторные вагоны, в основном БМЗ и ZB-5; 2000 – служебные вагоны; 6300 – вагоны-термосы; 1200 – термосы). Средний возраст вагона – 17 лет.

В декабре 2005 г советом директоров ОАО РЖД было принято решение о выделении из состава ОАО РЖД дочернего зависящего общества ООО Рефсервис.

Сохранность СПГ обеспечивает холодильная техника. Это понятие охватывает методы получения и практическое применение низких tС для промышленных и бытовых нужд.Охлаждать тело ниже tС окружающей среды можно искусственным способом: сначала понизить tС, а затем поддерживать ее, противодействуя внешним воздействиям. В этом случае тепло, отнимаемое от тел более холодных, чем окружающая среда называется холодом. Получение tС до -120С называется умеренным охлаждением, ниже -120С глубоким охлаждением.

Холодильный транспорт – это совокупность транспортных и стационарных сооружений, объединенных в непрерывную холодильную цепь (НХЦ), задачей которого является обеспечение доставки скоропорта.

Вся ответственность по сохранению свойств СПГ в процессе доставки от мест производства к местам потребления ложится на холодильный транспорт, в том числе и железнодорожный. Для выполнения этой задачи холодильный транспорт использует искусственный холод. Источниками холода могут служить:

1 водный лед (этот способ экологичен и для отдельных районов экономически выгоден);

2 сухой лед (этот способ экологичен, но экономически не выгоден); твердый СО2.

3 сжиженные газы (этот способ экономически дорогостоящий);

4 машинное охлаждение.

2) Цель теплотехнического расчета: определить количества тепла (Q), поступающего в грузовое помещение для определения холодопроизводительности приборов охлаждения и мощности приборов охлаждения. Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆

Q₁ – количество тепла поступающего в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждения кузова вагона, Вт

где площадь теплопередающей поверхности грузового помещения, м², K – коэффициент теплопередачи кузова вагона, Вт/м²К. определяется по формуле:

где площадь наружней и внутренней теплопередающих поверхностей соответственно, м².

расчетная температура наружного воздуха, ^оС. Определяется по формуле:

где усредненная среднемесячная и максимальная температура соответственно в заданный период на направлении перевозки, ^оС, определяются по таблице 2.1; температура воздуха внутри грузового помещения вагона при перевозке заданного груза; площадь перегородок, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, м²; коэффициент теплопередачи перегородок, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, Вт/м²К /Приложение А, [1]/; температура воздуха в машинном отделении, ^оС.

количество тепла, поступающего в грузовое помещение вагона от воздействия солнечной радиации, рассчитывается по формуле:

где наружная поверхность кузова вагона подверженная воздействию солнечной радиации, м², 75%; максимальная температура нагрева наружней поверхности вагона; продолжительность воздействия солнечной радиации.

количество тепла, поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона, рассчитывается по формуле:

где объем воздуха, поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона; плотность наружного воздуха, кг/м³; теплосодержание (энтальпия) наружного воздуха и воздуха в грузовом посещении вагона соответственно, /Приложение Е, [1]/; 3,6 – коэффициент перевода кДж/ч в Вт.

количество тепла, поступающего в грузовое помещение при вентилировании вагона, рассчитывается по формуле:

где кратность вентилирования, объем/ч,; полный объем грузового помещения вагона, м³; 1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м³; теплота конденсации водяного пара из наружного воздуха, кДж/ч; относительная влажность воздуха, поступившего в вагон и вышедшего из него; абсолютная влажность воздуха, поступившего в вагон и вышедшего из него, г/м³.

количество тепла, поступающего в вагон, эквивалентное работе вентиляторов в грузовом помещении, рассчитывается по формуле:

где мощность электродвигателей вентиляторов, кВт; число электродвигателей вентиляторов; КПД электродвигателей; продолжительность работы электродвигателей в сутки, ч.

не рассчитываются, так как по Правилам перевозки грузов скоропортящиеся грузы в летний период перевозятся без вентилирования.

количество тепла, поступающего в грузовое помещение от перевозимого груза и тары при охлаждении в вагоне, рассчитывается по формуле:

где масса груза и тары соответственно, кг, масса груза принимается равной одного вагона, масса тары составляет для деревянной – 10-15% от ; теплоемкость груза и тары соответственно, кДж/кг∙К, теплоемкость груза определяется по данным прил. Ж [1]; начальная (наружного воздуха) и конечная (перевозки) температура груза и тары соответственно, ^оС; продолжительность охлаждения, ч, /приложение A, [1]/; биологическое тепло, выделяемое плодоовощами, кДж/т∙ч, /таблица 1.9, [2]/.

Все 6 теплопритоков практически никогда не действуют. Так при перевозке мороженных грузов, груз подается под погрузку термически подготовленным и в пути следования не вентилируется, следовательно не надо учитывать Q₄, Q₅, Q₆.