Билет 13

1.Основные холодильные агенты, их характеристики и свойства. Требования госТа. Области применения холодильных агентов на ж.Д транспорте.

2.Охлаждение изотермических вагонов и контейнеров жидким азотом. Достоинства и недостатки.

Ответы:

1) Х/А – это рабочее тело или вещество, совершающее в холодильной машине круговой процесс. Теоретически в качестве х/а может быть использовано любое жидкое вещество, но это вещество должно отвечать некоторым требованиям:

• давление при рабочих условиях должно быть выше атмосферного, однако, во избежание утечки, оно должно быть умеренным при температуре кипения и конденсации;

• малый удельный объем паров;

• небольшая теплоемкость в жидком состоянии;

• высокая теплопроводность и теплоотдача;

• значительная теплота парообразования;

• высокая объемная холодопроизводительность;

• температура затвердевания должна быть на много ниже температуры кипения;

• малая вязкость;

• плохая растворимость в смазке (при низкой растворимости мало уносится смазки, при высокой растворимости изменяется температура кипения);

• хорошая растворимость в воде;

• иметь низкую плотность;

• слабо проникать через неплотные соединения х/м, обладать свойством, позволяющим быстро обнаружить утечку;

• безвреден для человека;

• негорюч и невзрывоопасен;

• не разлагаться при высокой температуре;

• химически инертен по отношению к конструкционным материалам, т.е. некоррозионен для металлов и других материалов;

• дешевизна. Ни один из существующих х/а этим требования полностью не отвечает, но наиболее полной соответствуют: аммиак, хладон-12, фрион-22. Токсичные свойства х/а характеризуется ПДК: аммиак – 20 мг/м³, хладон-12 – 300 мг/м³, фрион-22 – 1000 мг/м³.

Аммиак бесцветный газ с резким запахом, легче воздуха, обладает рядом термодинамических и технических преимуществ, большая холодопроизводительность, слабо растворяется в масле, интенсивно поглощается водой, утечка легко обнаруживается по запаху, ядовит (при содержании 1% в воздухе возможно отравление), взрывоопасен (16% в воздухе), жидкий аммиак является электроповодником, не коррозионен для стали, но в присутствии влаги разъедает цинк, медь, бронзу. Применяется в средних и крупных х/м. Температура кипения –70С°, температура конденсации 50С°.

Хладон-12 (дифтордихлрметан) – бесцветный газ со слабым специфическим (слабосладким) запахом, неощутим при концентрации менее 20%, в 4,18 раза тяжелее воздуха. Безопасен, только при содержании в воздухе более 30% (по объему) наступает удушье из-за недостатка кислорода. Хладон дороже аммиака, но его объемная холодопроизводительность несколько меньше, следовательно размеры хладоновых холодильных установок больше аммиачных. Хладон-12 имеет большой удельный вес, что вызывает значительное сопротивление при движении по трубопроводам, для обеспечения такой же скорости как и у аммиака сечения трубопроводов увеличивают в два раза. Хладон растворяет резани, при отсутствии влаги нейтрален ко всем металлам. Жидкий хладон не электропроводен. Хладон обладает высокой проницательной способностью, невзрывоопасен, при температуре выше 400С°разлагается с выделение фосгена. Хладон неограниченно растворяется в масле, и растворимость увеличивается с повышением давлением и снижением температуры. Хладон применим для поршневых компрессоров любой холодопроизводительности и позволяет легко автоматизировать работу х/м. Температура кипения -29,8С°, замерзания -155С°, температура конденсации 112С°.

Фрион-22 (дифтормонохлорметан) в 4 раза тяжелее воздуха, более ядовит, чем хладон-12, растворяет в 8 раз больше воды, чем хладон, неограниченно растворяется в масле только при высоких температурах. Фрион легко проникает через неплотности, нейтрален к металлам, обладает высокой объемной холодопроизводительностью, близкой к аммиачной, коэффициент теплоотдачи на 25-30% выше, чем у хладона. Температура кипения -40,8С°, замерзания -160С°, температура конденсации 96С°. Применяется в АРВ и 5-вагонных секциях.

Хранятся и транспортируются х/а в стальных герметически закрывающихся баллонах емкостью 5-50 л, снабженных вентилями и предохранительными клапанами.

2) Автономные вагоны с жидкоазотным способом охлаждения (АЖВ) были разработаны в НИИЖТ, но не внедрены на сети.

Охлаждение сжиженными газами основано на дросселировании этих газов находящихся в баллонах, которое сопровождается поглощением тепла из окружающей среды. Можно применять сжиженный бутан пропан, углекислый газ, азот, кислород, воздух.

Из этих газов наиболее эффективен азот, температура перехода в газообразное состояние – 196 градусов при этом он увеличивается в объеме в 700 раз, заполняет все пространство грузового помещения. Происходит быстрое охлаждение и образуется равномерное температурное поле. Аналогичные вагоны используются за рубежом для перевозки СПГ и цветов.

Рекомендуется перевозить: плодоовощи (от 0 до +10°C), молочные продукты (от 0 до +5°C), свежее мясо и свежую рыбу (от -1 до +5°C), яйцо (от 0 до +15°C).

Подача азота в грузовое помещение происходит следующим образом: при повороте вентиля испарителя азот поступает в емкость, где кипит, увеличивается в объеме в 700 раз, при этом резко возрастает давление, и азот под давлением поступает в систему раздачи. Процесс полностью автоматизирован.

Недостатки: при эксплуатации данного РПС необходимо иметь не только пункты ТО, но и экипировки. В начале процесса перевозки экипировка требуется через 12-15 часов, потом через 1, 2, 3 суток в зависимости от количества тепла поступающего в вагон (расход азота в первые сутки составляет: для плодоовощей -7 т, для мяса мороженного – 1 т).

Преимущества:

- надежность системы охлаждения;

- равномерность температурного поля в грузовом помещении;

- простота конструкции и эксплуатации;

- простота обслуживания и экипировки (требуется небольшой штат рабочих);

- отсутствие жидкого топлива и Х/М;

- отсутствие вентиляционного оборудования (кислорода 3 – 5 %);

- быстрое охлаждение грузового помещения;

- обеспечение качества СПГ.