- •––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
- •2013 Содержание
- •Список определений и сокращений
- •Список обозначений
- •Введение
- •1 Приём скоропортящихся грузов к перевозке
- •1.1 Требования к качеству и условия подготовки грузов к перевозке
- •1.2 Виды и проявления возможной порчи грузов, при которых они не допускаются к перевозке
- •1.3 Режимные параметры обслуживания перевозок и способы размещения заданных грузов в разных типах вагонов
- •1.4 Сроки доставки и возможность перевозки заданных грузов в изотермических и крытых вагонах
- •1.5 Специфические сопроводительные документы, оформляемые на перевозку заданных грузов
- •2 Теплотехнический расчёт рефрижераторного вагона для гружёного рейса со свежими гранатами
- •2.1 Цель и метод расчёта, состав теплопоступлений
- •2.2 Расчётная температура наружного воздуха на маршруте
- •2.3 Характеристика и основные и параметры теплообменных процессов в гружёном рейсе
- •2.4 Мощность теплопоступлений в грузовое помещение вагона
- •2.5 Показатели работы дизель-генераторного и холодильно-отопительного оборудования
- •Библиографический список
2.4 Мощность теплопоступлений в грузовое помещение вагона
Сначала определяют мощность каждого теплопритока в отдельности аналитическим методом [4, разд. 7], а потом их алгебраическую сумму в двух вариантах (таблица 3). Один вариант суммы соответствует набору теплопоступлений при охлаждении груза в пути, другой – в процессе перевозки груза уже в охлаждённом состоянии. Ниже приводится расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторный вагон при перевозке гранатов.
Мощность теплового потока вследствие теплопередачичерез ограждения кузова вагона, кВт/ваг.:
,
где Fр– полная расчётная поверхность грузового помещения,Fр= 234 м2[4, прил. А];tр– расчётная температура наружного воздуха на направлении перевозки,tр= 16,2 °С (см. п. 2.2);tв– среднее значение температурного режима перевозки груза (см. табл. 2),tв= 2 + 5 = 3,5(°С);Fм– расчётная поверхность машинных отделений, контактирующих с грузовым помещением,Fм= 7,8 м2[4, прил. А];tм– температура воздуха в машинном отделении, которая на 4 °С выше расчётной температуры наружного воздуха вследствие теплоотдачи холодильными машинами,tм= 16,4 + 4 = = 20,4 (°С);kр– расчётный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций грузового помещения вагона,kр= 0,56 Вт/(м2∙К), определен в п. 2.3.
Тогда Qт= [234(16,2 – 3,5) + 7,8(20,2 – 3,5)] 0,45 10-3= 1,40 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздухавнутрь грузового помещения вагона, кВт/ваг.:
,
где н– плотность наружного воздуха,н= 1,2 кг/м3(приtр= 16,4 °С [4, табл. К.1]);и– кратность инфильтрации воздуха в ограждениях вагона и в вентиляционной системе,и= 0,30 ч–1(при средней скорости движения вагона 18 км/ч и сроке службы вагона 20 лет [4, прил. Л]);Vп– полный объём грузового помещения вагона,Vп= 138 м3[4, прил. А];iн– удельное теплосодержание наружного воздуха при температуре 16,4 °С и влажности 60 %,iн= 34 кДж/кг [4, табл. К.2]);iв– удельное теплосодержание воздуха внутри вагона в режиме перевозки и влажности 90 %,iв= 14 кДж/кг [4, табл. К.2].
Тогда Qи= 1,2 0,3 138 3600–1 (34 – 14) = 0,28 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ваг., определяют дважды (см. рис. 1) – на участке пути, когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений (Qб1), и на участке пути движения груза в охлаждённом состоянии (Qб2):
;
,
где qбох– удельные тепловыделения плодоовощей при их охлаждении,qбох= = 64 Вт/т (см. п. 3.3);qбр– то же, в режиме «теплокомпенсация», когда груз охладился,qбр= 29 Вт/т (см. п. 3.3);Gгр– масса перевозимого груза,Gгр= 40 т нетто (по заданию).
Тогда: qб1 = 64 40 10–3 = 2,56 (кВт/ваг.);qб2 = 29 40 10–3 = 1,16 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от воздействия солнечной радиации, кВт/ваг.:
,
где Fб.с– поверхность боковых стен вагона,Fб.с= 61 м2[4, прил. А];Fк– то же, крыши,Fк = 67 м2(см. там же);tэ.р– эквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности вагона при наличии и отсутствии солнечной радиации на условно заданной широте местности 56 град с. ш. в переходный период,tэ.р= 1 К [4, табл. М.1];tэ.в– то же, прямой радиации на вертикальные поверхности (см. там же),tэ.в = 4,3 К;tэ.г– то же, прямой радиации на горизонтальные поверхности (см. там же),tэ.г= 10,5 К;c– заданная вероятность солнечных дней в году,c= 0,25, доли ед.;c– продолжительность воздействия солнечной радиации,c= 11 ч/сут [4, табл. М.2].
Тогда Qс= [2341 + (614,3 + 6710,5) 0,25] 0,451124–110–3= = 0,10 (кВт).
Мощность теплового потока, эквивалентного работе вентиляторов-циркуляторов, кВт/ваг., определяют дважды (см. рис. 1) – на участке пути, когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений (Qц1), и на участке пути движения груза в охлаждённом состоянии (Qц2):
;
,
где Nц– суммарная мощность электродвигателей вентиляторов-циркуляторов,Nц= 4,4 кВт/ваг. [4, прил. А];– коэффициент трансформации механической энергии вентиляторов-циркуляторов внутри воздуховода в тепловую,= 0,10;в– продолжительность охлаждения воздуха в вагоне,в=6 ч (см. п. 3.3);ц1–коэффициент рабочего времени вентиляторов-циркуляторов при охлаждении груза;ц1= 0,55 (приtр–tв= 16,2 – 3,5 = 12,7 (°С) и приtг–tв= 0,5(tг.н+tв) – –tв= 0,5 (12 + 3,5) – 3,5= 7,8 (°С) [4, прил. Н]);ц2– то же, после охлаждения груза,ц2= 0,25 (приtр= 12,7 °С и приtг–tв= 0 °С [4, прил. Н]);г– продолжительность охлаждения груза,г= 104 ч (см. п. 2.3).
Тогда: Qц1= 4,40,1[6 + 0,55 (104 – 6)] : 104 = 0,25 (кВт/ваг.);Qц2= 4,40,10,25 = 0,11 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения вагона при вентилировании, не рассчитывают, так как вентилирование гранатов в пути не производится (см. табл. 2).
Мощность теплового потока, эквивалентного оттаиванию снеговой шубына воздухоохладителях холодильных машин, кВт/ваг.:
,
где qш– удельные теплопоступления, эквивалентные теплоте горячих паров хладагента, подаваемых в воздухоохладитель для снятия снеговой шубы, а также теплоте, погашаемой при восстановлении температурного режима перевозки,qш= 120 мДж (норматив);г.р– общая продолжительность перевозки,об= 216 ч (см. п. 3.3);nш– количество раз снятия снеговой шубы за перевозку, определяемое по формуле:
,
где {} – логическая операция округления результата деления до целого числа в меньшую сторону;nот– периодичность снятия снеговой шубы в зависимости от температуры и кратности инфильтрации наружного воздуха, температуры воздуха и груза внутри вагона,nот= 6 сут (прии= = 0,3 иtр = 12,9 °С [4, прил. П]).
Тогда nш={216 : 24 : 6} ={1,5} = 1, аQш= 120 1 : 3,6 : 216 = = 0,15 (кВт/ваг.). Этот тепловой поток будет учитываться один раз и только на первом участке, где охлаждается груз.
Мощность теплового потока от груза и тары при охлаждении, кВт/ваг.:
,
где Сг– теплоёмкость груза (гранатов, взята применительно к малине),Сг= 3,5 кДж/(кг∙°С) [4, прил. В], кДж/(кг∙°С);Cт– теплоёмкость тары (ящика деревянного),Cт= 2,5 кДж/(кг∙°С) [4, прил. В];Gг– масса груза (по заданию),Gг= 40 000 кг;Gт– масса тары (по заданию),Gт= 5000 кг;tг.п.п– температура груза в вагоне после погрузки,tг.п.п=tг.н= 12 °С;tв.в= 5 °С;г– продолжительность охлаждения груза,г= 104 ч (см. п. 2.3).
Тогда Qг = (3,5 40 000 + 2,5 5000)(12 – 5) : 3600 : 104 = 2,84 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от кузова и оборудования вагона при охлаждениив пути следования, кВт/ваг.:
,
где 3,7 – коэффициент, заменяющий сложные вычисления; – коэффициент, учитывающий неоднородность температурного поля кузова вагона,= 0,5;– коэффициент соответствия скоростей охлаждения кузова вагона и груза,= 1,3.
Тогда Qк= 3,7 0,5 1,3 12,7 : 104 = 0,29 (кВт/ваг.).
Таблица 3 – Калькуляция мощности теплового потока для гружёного рейса при перевозке гранатов
Наименование показателя |
При охлаждении плодоовощей |
Плодоовощи охлаждены |
Общие теплопоступления, кВт/ваг., |
7,87 |
3,05 |
в том числе: |
|
|
теплопередача через ограждения кузова вагона |
1,40 |
1,40 |
инфильтрация наружного воздуха |
0,28 |
0,28 |
теплота дыхания гранатов |
2,56 |
1,16 |
солнечная радиация |
0,10 |
0,10 |
работа вентиляторов-циркуляторов |
0,25 |
0,11 |
Окончание табл. 3
Наименование показателя |
При охлаждении плодоовощей |
Плодоовощи охлаждены |
вентилирование грузового помещения |
– |
– |
снятие снеговой шубы с испарителей холодильных машин |
0,15 |
– |
охлаждение груза и тары |
2,84 |
– |
охлаждение кузова вагона |
0,29 |
– |