m0927

где Fн, Fв – площадь наружней и внутренней теплопередающих поверхностей соответственно, м2. Необходимые данные для определения наружней и внутренней площади поверхности кузова вагона принимаются по табл. 3.2 [2]; K – коэффициент теплопередачи кузова вагона, Вт/м2∙К. Коэффициент теплопередачи кузова для заданного типа подвижного состава принимается на 20 % больше конструктивного, указанного в прил. А; tн – расчетная температура наружного воздуха, °С, определяется по формуле

где tср, tmax – усредненная среднемесячная и максимальная температура соответственно в заданный период на направлении перевозки, °С, принимается не менее чем по трем пунктам следования груза (определяется по данным прил. Д); tв – температура воздуха внутри грузового помещения вагона при перевозке заданного груза (температура перевозки), °С, принимается в соответствии с правилами [5] и табл. 2 настоящих указаний; Fм – площадь перегородок, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, м2; Kм – коэффициент теплопередачи перегородок, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, Вт/м2∙К (прил. А); tм – температура воздуха в машинном отделении, °С; для 5-вагонных секций tм = tн + 5 °С, для АРВ tм = tн + 10 °С.

Q2 – количество тепла, поступающего в грузовое помещение вагона от воздействия солнечной радиации, рассчитывается по формуле

где F – наружная поверхность кузова вагона подверженная воздействию солнечной радиации, м2, принимается (0,7…0,8)Fр; tmax – максимальная температура нагрева наружней поверхности вагона, °С, принимается 40…50 °С; z – продолжительность воздействия солнечной радиации, ч, в летний период принимается равной 10...18 ч в зависимости от климатической зоны.

Q3 – количество тепла, поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона, рассчитывается по формуле

11

где V – объем воздуха, поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона, м3/ч, принимается равным полному объему грузового помещения вагона; ρ – плотность наружного воздуха, кг/м3, принимается равной 1,165 кг/м3; i1, i2 – теплосодержание (энтальпия) наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении вагона соответственно, кДж/кг; 3,6 – коэффициент перевода кДж/ч в Вт.

Теплосодержание наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении при соответствующих температурах принимается по диаграмме i – d (прил. Е). Теплосодержание определяется графически: из точки пересечения линии температуры и кривой относительной влажности проводят прямую линию под углом 45° к осям координат, получаемая точка пересечения этой прямой и кривой влажности 100 % по шкале теплосодержания и дает искомое значение. Влажность воздуха в грузовом помещении вагона принимается 85–90 %, а наружного воздуха – 30–45 %.

Q4 – количество тепла, поступающего в грузовое помещение при вентилировании вагона, рассчитывается по формуле

где n – кратность вентилирования, объем/ч, принимается равной 3–4; V – полный объем грузового помещения вагона, м3; 1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м3; r – теплота конденсации водяного пара из наружного воздуха, кДж/ч, принимаем: для температуры перевозки выше 0 °С – 2,55 кДж/ч, ниже 0 °С – 2,89 кДж/ч; φ1, φ2 – относительная влажность воздуха, поступившего в вагон и вышедшего из него (доли единицы), φ1 принимаем 0,35–0,65, φ2 – 0,80–0,95; g1, g2 – абсолютная влажность воздуха, поступившего в вагон и вышедшего из него, г/м3.

Q5 – количество тепла, поступающего в вагон, эквивалентное работе вентиляторов в грузовом помещении, рассчитывается по формуле

12

где N – мощность электродвигателей вентиляторов, кВт, принимается от 1,5 до 2 кВт; nв – число электродвигателей вентиляторов – 4 шт.; ηэ – КПД электродвигателей, принимается 0,8–0,9; τв – продолжительность работы электродвигателей в сутки, ч, принимается 5–9 ч.

Q6 – количество тепла, поступающего в грузовое помещение от перевозимого груза и тары при охлаждении в вагоне, рассчитывается по формуле

где Gг, Gт – масса груза и тары соответственно, кг, масса груза принимается равной Ртех одного вагона, масса тары составляет для деревянной – 10–15 %, картонной – 5 % от Ртех; сг, ст – теплоемкость груза и тары соответственно, кДж/кг∙К, теплоемкость груза определяется по данным прил. Ж, для картона теплоемкость принимается равной 1,1 кДж/кг·К, для дерева – 2,5 кДж/кг·К; tн, tк – начальная (наружного воздуха) и конечная (перевозки) температура груза и тары соответственно, °С; τв – продолжительность охлаждения, ч, принимается по данным прил. А; qб – биологическое тепло, выделяемое плодоовощами, кДж/т∙ч, принимается по данным табл. 1.9 [2].

В зависимости от вида скоропортящегося груза и периода перевозки подсчитываются теплопритоки или холодопритоки, поступающие в вагон.

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения:

необходимо также учитывать, что если секция имеет центральную холодильную установку (12-вагонная секция), то общее количество тепла, отводимое через поверхность приборов охлаждения, рассчитывается по формуле

13

где п – количество вагонов, имеющих грузовое помещение; Qмс – тепловые потери в межвагонных соединениях, приближенно Qмс = 0,1Q1; пмс – количество межвагонных соединений.

После определения теплопритоков необходимо рассчитать потребную холодопроизводительность компрессора, которая зависит от температуры кипения, конденсации всасываемых паров и переохлаждения холодильного агента (фреона, аммиака). Потребная рабочая часовая холодопроизводительность компрессора при заданном режиме работы холодильной установки для выработки холода (в сутки 2 ч затрачивается на выполнение технического обслуживания холодильной машины), необходимого для обеспечения сохранности качества груза, может быть определена по формуле

где 22 – количество часов работы компрессора.

Для того чтобы сделать вывод о достаточности установленного компрессора и коэффициенте его использования, необходимо провести сравнение потребной холодопроизводительности компрессора с фактической.

Холодопроизводительность и потребляемая мощность установки зависит от температур: кипения, конденсации, всасывания, переохлаждения. Для всех выпускаемых хладагентов указанные температуры оговариваются в нормативной документации. Фактическая холодопроизводительность любой холодильной установки определяется для стандартных температур работы холодильной машины. Перевод потребной рабочей холодопроизводительности компрессора в стандартную осуществляется по формуле

где qVcт, qVр – объемная холодопроизводительность при стандартных и рабочих условиях соответственно, принимается по прил. И в зависимости от значения температур кипения хладагента to и переохлаждения tп (табл. 4); λcт, λр – коэффициенты подачи при стандартных и рабочих условиях соответственно, определяются

14

по табл. 5 в зависимости от отношения давления в конденсаторе Рк к давлению в испарителе Ро. Отношения Рк /Ро в зависимости от температурных режимов работы холодильной установки представлены в табл. 4.

15

Окончание табл. 5

Полученную холодопроизводительность при стандартных условиях (формула (16)) сравниваем с фактической стандартной холодопроизводительностью компрессора, установленного в заданном виде подвижного состава. Фактическая холодопроизводительность принимается в соответствии с данными табл. 3.3 [2]. Коэффициент использования устанавливаемого компрессора для работы в летний или переходный период года определяется по формуле

где Qст.факт – фактическая холодопроизводительность компрессо-

ра [2, 7, 8].

Если коэффициент > 1, то одного компрессора недостаточно, а следовательно, не обеспечивается сохранность груза. По результатам расчета делается вывод. Расчет теплообменных аппаратов (воздухоохладителей, конденсаторов) сводится к определению площади их теплоотдающей поверхности:

– для воздухоохладителей

где Qст – стандартная холодопроизводительность компрессора, Вт; К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К); t – средняя разность температур между хладагентом и омываемой средой, °С; qв – удельная тепловая нагрузка на воздухоохладитель, Вт/м2, принимается из табл. 6;

– для конденсаторов

16

где Qк – тепловая нагрузка на конденсатор, Вт/м2; t – средняя разность температур между хладагентом и охлаждаемой средой, °С; qк – удельная тепловая нагрузка конденсатора, Вт/м2, принимается из табл. 6;

где ε – холодильный коэффициент, принимается в интервале 4–8;

– для испарителей

где Qст – стандартная холодопроизводительность компрессора, Вт; t – средняя разность температур между хладагентом и омываемой средой, °С; qи – удельная тепловая нагрузка испарителя, Вт/м2, принимается из табл. 6.

Таблица 6

Значения коэффициентов теплопередачи, удельной тепловой нагрузки и разности температур для теплообменных аппаратов

Коэффициент использования тепловых приборов рассчитывается аналогично коэффициенту использования компрессора, при этом фактические поверхности испарителя, воздухоохладителя, конденсаторов, установленных в вагоне, определяются по данным прил. К.

3. Определение расстояния между пунктами экипировки

Экипировочные пункты рефрижераторного подвижного состава (РПС) подразделяются на основные и вспомогательные.

17

Основные пункты размещаются на крупных станциях с массовой погрузкой или выгрузкой скоропортящихся грузов. Они предназначены для снабжения рефрижераторных поездов, секций и АРВ дизельным топливом, смазкой, хладагентом, питьевой и дистиллированной водой, твердым топливом, обтирочными материалами, а также запасными частями и инструментом для профилактического осмотра и текущего ремонта вагонов за время стоянки под экипировкой поезда, секции, АРВ. Все устройства пункта экипировки на станции располагаются в парке отправления рядом с устройствами технического обслуживания вагонов. В пункте экипировки должно быть не менее двух путей, на которых производится экипировка. Операции по экипировке и текущему ремонту РПС совмещаются с техническим осмотром вагонов.

Вспомогательные пункты экипировки предназначены для снабжения РПС дизельным топливом, смазкой и водой. Они обычно располагаются на технических станциях. Продолжительность экипировки на вспомогательных пунктах не должна превышать установленных норм: 5-вагонной секции – 1,5–2 ч, АРВ – 1 ч; время на экипировку на основных пунктах с дозаправкой вагонов хладагентом увеличивается до 3,5 ч.

Для выполнения п. 2.3 задания необходимо определить расстояние между пунктами экипировки для указанного в п. 2.2 задания изотермического подвижного состава. Допустимое расстояние между необходимыми вспомогательными пунктами экипировки рефрижераторного подвижного состава определяется по формуле

где G1 – емкость топливных баков, кг; G2 – двухсуточный запас топлива, кг; G3 – суточный расход топлива, кг (значения параметров представлены в табл. 7); vсут – норма среднесуточного пробега РПС, км/сут, принимается согласно табл. 8.

18

Таблица 7

Данные для расчета расстояния между экипировочными пунктами

Сравнив расстояние между вспомогательными пунктами экипировки с расстоянием перевозки, можно сделать вывод о необходимости и количестве дополнительных экипировок.

На схеме рассматриваемого направления перевозки нужно разместить действующие пункты экипировки и рефрижераторное депо, указать, где предполагается производить экипировку РПС. Перечень рефрижераторных вагонных депо, основных и вспомогательных пунктов экипировки приведен в прил. Л.

Для заданного подвижного состава необходимо определить и описать проводимое техническое обслуживание, которое включает в себя организацию заводского (капитального), деповского ремонтов, оперативное обслуживание в процессе погрузки, выгрузки, в пути следования и во время экипировки. Следует привести порядок оформления и сопровождения документов, необходимых для проведения указанных видов ремонтов (разделы 6, 7 [7] и раздел 5 [1]).

19

4.Определение рабочего парка РПС

Вэтом разделе студенту необходимо ознакомиться с показателями работы изотермических вагонов, изучить, что такое качественные и количественные показатели, и для выбранного в разделе 1 подвижного состава рассчитать оборот вагона на заданном направлении и требуемый рабочий парк для заданных видов грузов. Полный оборот вагона складывается из груженого и порожнего пробега, рекомендуется принять в курсовой работе как в разделах 8, 9 [7].

Рабочий парк для транспортирования заданного объема скоропортящихся грузов определяется по формуле

где Θ – оборот вагонов, сут; псут – суточная погрузка, ваг./сут. Оборот – время обращения вагона от одной погрузки до сле-

дующей, рассчитывается по формуле

где L – расстояние между пунктами погрузки и выгрузки, км; vуч – участковая скорость, 45–50 км/ч; Lдоп – допустимое расстоя-

пировки транзитных вагонов 5-вагонной секции – 1,5 ч, АРВ – 1 ч; Lтех – расстояние между техническими станциями, 240– 300 км; tтех – среднее время стоянки на технических станциях, 5– 6 ч; kм – коэффициент местной работы, kм = 2; tгр – время на по- грузочно-разгрузочные операции, 11–15 ч; kэк – коэффициент

местных вагонов на основных пунктах экипировки, 8–12 ч. Оборот и потребный парк рассчитываются для всех типов

выбранного в разделе 1 подвижного состава.

20