Хладотранспорт / 02-Студентам Хладотранспорт и доставка-2013-2 / 01-Учебник / 3-Главы 7-9-У

В проектных расчётах обычно учитывают ограниченное количество случайных и неслучайных факторов. Поэтому для таких целей надёжность теплотехнического расчёта принимается достаточно высокая (0,98…0,999).

Решение эксплуатационных и экономических задач требует выполнения более точных теплотехнических расчётов. Здесь надёжность имеет второстепенный смысл. Точность расчёта заключается в необходимости учёта и формализации достаточно большой группы факторов, от которых существенно зависят скорость протекания теплообменных процессов в грузовом помещении транспортного модуля (подробно смотреть пункт 8.4)

ирезультаты расчёта мощности тепловых потоков.

8.2Классификация и состав теплопоступлений

вгрузовое помещение вагона, контейнера

Общие теплопоступления (Qоб) подразделяют на непрерывные, которые действуют непрерывно на всём пути следования груза, периодические, воздействующие на груз при определённых условиях, и одноразовые, которые после однократного воздействия на груз больше не проявляются.

К непрерывным относят теплопритоки:

– вследствие теплопередачи через ограждения кузова транспортного модуля), возникающей при разности температур наружного воздуха и воз-

духа внутри вагона (Qт);

– при поступлении свежего воздуха внутрь грузового помещения через неплотности дверей, сливных приборов, люков и в местах прохода трубо-

проводов, т. е. за счёт так называемой инфильтрации воздуха (Qи);

– от плодоовощей при дыхании, т. е. за счёт выделения ими биохимической теплоты вследствие продолжающихся процессов жизнедеятельно-

сти (Qб).

К периодическим относят теплопритоки:

–эквивалентные воздействию солнечной радиации (Qс);

–эквивалентные работе вентиляторов-циркуляторов (Qц);

–от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения при вентилировании (Qв);

–эквивалентные оттаиванию снеговой шубы (инея), которая образуется на воздухоохладителях холодильных машин за счёт конденсации влаги,

234

которая попадает с тёплым воздухом внутрь грузового помещения при ин-

фильтрации, а также при вентилировании (Qш); К одноразовым относят теплопритоки:

–от охлаждаемого груза, тары и средств пакетирования (Qг);

–от охлаждаемого или отепляемого кузова и оборудования транс-

портного модуля (Qк);

– от окружающей среды и груза при погрузке (Qп).

Суммарный тепловой поток получают алгебраическим сложением его компонентов, кроме Qп. Последний используется для определения разности температур груза до и после погрузки. Состав теплопоступлений зависит от цели и метода расчёта, вида и степени холодильной подготовки груза, а также условий перевозок (таблицы 8.1 и 8.2).

Таблица 8.1

Состав теплопоступлений, учитываемых в проектных расчётах

Таблица 8.2

Состав теплопоступлений, учитываемых в аналитических и графоаналитических расчётах для эксплуатационных целей

235

8.3 Расчётная температура окружающей среды

Расчётная температура наружного воздуха

Втеплотехнических расчётах, вместо средних температур, применяют так называемые расчётные температуры наружного воздуха, которые учитывают возможные отклонения от их средних значений, приводимых в справочных данных.

Ваналитических расчётах мощности тепловых потоков расчётную

температуру наружного воздуха (tр) определяют, °С, как усреднённопостоянную на протяжении всего маршрута или рассматриваемой климатической зоны с заданной надёжностью по формуле:

где tр.э.д и tр.э.н – соответственно расчётная экстремальная дневная (по состоянию на 12 ч дня) и ночная (по состоянию на 12 ч ночи) температуры наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, оС, определяемые по формуле:

где tс.э.д – среднемесячная экстремальная дневная температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, °С, прини-

маемая по климатическим справочникам по состоянию на 12 ч дня; tс.э.н –

то же, ночная (по состоянию на 12 ч ночи), °С; Х – квантиль надёжности расчёта теплопритоков (таблица 8.3). В расчётах, выполняемых для про-

ектных целей, надёжность Р следует принимать не ниже 0,99 либо пользо-

ваться готовыми данными расчётных температур (см. табл. 8.1); – сред-

неквадратичное отклонение температуры наружного воздуха от её среднего значения (нормальный закон распределения случайной величины), определяемое по формуле:

tмах.д tмин.н ,

3

236

экстремума дневных и ночных температур относительно полудня (полуночи), принимаемое для континентального климата 1…2 ч и для мягкого климата – 3…5 ч.

Рисунок 8.1 – Суточные колебания температуры наружного воздуха

Расчётную температуру наружного воздуха за время нахождения транспортного модуля на каком-либо i-м расчётном интервале (отрезок пути с однородной климатической зоной, погрузка и т. д.) следует определять, °С, как среднее значение функции (см. формулу (8.3)) на этом интервале по времени суток (рисунок 8.2) по интегральному выражению:

(8.4)

sin (Tнi см)), 12

где Ткi – текущее местное время суток в конце i-го расчётного интервала,

часы суток; Тнi – то же, в начале i-го расчётного интервала, часы суток;

i – продолжительность нахождения транспортного модуля в i-м расчётном интервале, ч; другие обозначения смотреть выше.

238

При погрузке вагонов на полузакрытом грузовом фронте холодильни-

ка величину tф принимают равной расчётной температура воздуха внутри дебаркадера (tд), которая будет отличаться от tр.п (таблица 8.4).

Таблица 8.4

Расчётная температура воздуха в дебаркадере холодильного склада

8.4Характеристика теплообменных процессов

вгружёном рейсе

Впроцессе загрузки вагонов и контейнеров

Процесс загрузки вагонов и контейнеров сопровождается теплопоступлениями в грузовое помещение:

–через ограждения кузова, когда температура груза и воздуха в грузовом помещении отличаются от наружной температуры;

–за счёт инфильтрации воздуха через открытый дверной проём;

–за счёт биохимической теплоты, выделяемой плодоовощами;

–за счёт рассеянной и прямой солнечной радиации, воздействующей на часть боковой поверхности и крыши транспортного модуля при его нахождении на открытом грузовом фронте.

Совместное воздействие этих теплопритоков может привести к изменению температурных полей воздуха внутри грузового помещения и груза

кмоменту окончания погрузки (рисунок 8.3).

Так, при поступлении в вагон или контейнер неохлаждённого груза его начальная температура (tг.н), а также температура воздуха в грузовом помещении в начале погрузки (tв.н.п) принимаются одинаковыми и равны-

ми (см. рис. 8.3, а) температуре воздуха на грузовом фронте (tф). К концу

240

погрузки температурные поля груза, наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении практически не изменятся, и можно принять температуру груза после погрузки (tг.п.п) равную tг.н. Температура неохлаждённых плодоовощей к концу погрузки может повыситься на 1…2°С за счёт выделяемой биохимической теплоты (см. рис. 8.3, б).

Рисунок 8.3 – Динамика теплообменных процессов при погрузке скоропортящихся грузов в изотермические транспортные модули в координатах t° (температура) –, (время):

а, б, в, г, – транспортный модуль и груз термически не подготовлены к погрузке; д, е – то же, подготовлены; tг.н – начальная температура груза; tг.п.п – то же, после погрузки; tв.н.п – температура воздуха в грузовом помещении в начале погрузки; tв.п.п – то же, после погрузки; tф – температура воздуха на грузовом фронте

Возможны варианты, когда температура неохлаждённых грузов при погрузке и температура воздуха на грузовом фронте различны (см. рис. 8.3,

241

в, г). Здесь температура груза к концу погрузки может измениться, но незначительно.

При погрузке охлаждённых или замороженных грузов значения tг.н и tв.н.п могут сильно отличаться от tф, (см. рис. 8.3, д, е). Здесь температура груза к концу погрузки может измениться больше, чем в предыдущих вариантах. Поэтому при длительной погрузке или ожидании прицепки транспортного модуля к вагону-электростанции необходимо определять теплопоступления внутрь грузового помещения за время погрузки с последующим выходом на температуру груза после погрузки.

После загрузки и закрытия дверей рефрижераторного вагона или контейнера запускают дизель-генераторы, устанавливают требуемые режимы обслуживания груза в пути, включают холодильно-отопительное оборудование. При этом сначала начинают работать вентиляторы-циркуляторы, с помощью которых температурные поля свободного воздуха и груза во всех случаях, показанных на рисунке 8.3, выравниваются, т. е. температура сво-

бодного воздуха внутри транспортного модуля после погрузки (tв.п.п) ста-

новится примерно равной tг.п.п. Таким способом бригады механиков контролируют (косвенно) фактическую температуру принятого груза.

Через 7…10 мин после включения вентиляторов-циркуляторов автоматически включаются холодильные машины или электропечи в зависимости от способа обслуживания груза в пути.

Впроцессе транспортировки груза

Впроцессе транспортировки груза возможны различные варианты протекания теплообменных процессов в грузовом помещении. Рассмотрим два из них при перевозке в рефрижераторном вагоне неохлаждённых плодоовощей.

Вариант 1. Расчётная температура наружного воздуха (tр) выше на-

значенного температурного режима перевозки (tв). В качестве примера допустим, что tг.н ниже tф, а tф выше tр (рисунок 8.4).

Поскольку грузятся неохлаждённые плодоовощи, то по Правилам предварительное охлаждение вагона не требуется. Тогда, tв.н.п = tф, а теплопритоки в вагон при погрузке минимальны. Тогда на момент включения холодильных машин можно принять:

tв.п.п tг.п.п tг.н.

242