Хладотранспорт / 02-Студентам Хладотранспорт и доставка-2013-2 / 02-Учебные пособия / Теп-расчет-2013-Нцвет

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Кафедра «Логистика и коммерческая работа»

Теплотехнический расчёт изотермических транспортных модулей

Методические указания к курсовому и дипломному проектированию

Электронный ресурс

Санкт-Петербург

2013

УДК 656.2 001.7.003.13

ББК У372

У-74

Теплотехнический расчёт изотермических транспортных мо-

У74 дулей : метод. указания [Электронный ресурс] / Сост. В. В. Ефимов.

–СПБ. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013, 73 с.

Вэлектронном ресурсе приведены указания по выполнению теплотехнических расчётов рефрижераторных транспортных модулей при решении проектных и эксплуатационных задач, связанных с перевозкой скоропортящихся грузов, а также при моделировании теплообменных процессов в гружёном рейсе. Даны особенности теплотехнического расчёта вагонов-термосов.

Заменяет методические указания [3] Предназначено для студентов ПГУПС специальности «Эксплуа-

тация железных дорог», может быть использовано специалистами в области хладотранспорта.

УДК 656.2.001.7.003.13

ББК У372

© Петербургский государственный университет путей сообщения, 2013

Содержание

Список определений и сокращений …………….………………………... 5

Список обозначений …………….……………………..………………..…. 6 Введение…………….………………………………………………………. 11

1.Цели, методы и надёжность теплотехнических расчётов……………... 12

2.Классификация и состав теплопоступлений в изотермические вагоны

иконтейнеры .....…………………………………………….................... 14

3.Определение расчётных температур окружающей среды ……..…….. 16

4.Характеристика теплообменных процессов в гружёном рейсе …….... 21

5.Факторы, влияющие на продолжительность охлаждения груза в рефрижераторных вагонах и контейнерах …………………………...... 27

6.Определение скорости и продолжительности охлаждения грузов в рефрижераторных вагонах и контейнерах…………………………….... 29

7.Аналитический расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне ……………………………………...... 33

8.Определение эксплуатационных показателей использования дизельгенераторного и холодильно-отопительного оборудования рефрижераторных вагонов и контейнеров ……………………………... 38

9.Особенности теплотехнического расчёта рефрижераторных вагонов и контейнеров для проектных целей …………………………….………... 41

10.Особенности теплотехнического расчёта вагонов-термосов и

контейнеров-термосов ……………………………………………..…... 43

Библиографический список ………………………………………………... 45 Приложение А. Грузовые и теплотехнические характеристики

изотермических вагонов и контейнеров ………….….…. 46 Приложение Б. Температурный режим и вентилирование

скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах ... 48 Приложение В. Удельная теплоёмкость и температура замерзания

некоторых видов скоропортящихся грузов, тары и средств пакетирования…………………………………… 50

Приложение Г. Удельная мощность биохимической теплоты, выделяемой фруктами, ягодами и овощами при дыхании ……………………………………………….…... 52

Приложение Д. Характеристика степени скважности тары и средств пакетирования груза ……………………………………... 55

3

Приложение Е. Характеристика степени плотности штабеля груза ……. 56 Приложение Ж.Нормы охлаждения и отепления рефрижераторных

вагонов перед погрузкой скоропортящихся грузов…….. 57 Приложение И. Поправочные коэффициенты к расчёту скорости

охлаждения воздуха и груза в транспортных модулях .... 58 Приложение К. Физические свойства влажного воздуха ..….…………… 61 Приложение Л. Кратность объёмов инфильтрации и вентилирования

воздуха в рефрижераторных вагонах и контейнерах ….. 67 Приложение М.Эквивалентные температуры и продолжительность

воздействия солнечной радиации ………….……….….... 68 Приложение Н. Коэффициент рабочего времени вентиляторов-

циркуляторов ……………………………………………... 70

Приложение П. Периодичность снятия снеговой шубы с испарителей холодильных машин ………………………………..…..…71

4

5

Список обозначений

Qт Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ вследствие теплопередачи через ограждения кузова, кВт/ед.

Qи Мощность теплового потока за счёт инфильтрации наружного воздуха внутрь грузового помещения РТМ, кВт/ваг.

Qб Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ за счёт биохимической теплоты плодоовощей при дыхании, кВт/ед.

Qс Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ, эквивалентная воздействию солнечной радиации, кВт/ед.

Qц Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ, эквивалентного работе вентиляторов-циркуляторов, кВт/ед.

Qв Мощность теплового потока от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения РТМ при вентилировании, кВт/ед.

Qш Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ, эквивалентного оттаиванию снеговой шубы на испарителях холодильных машин, кВт/ед.

Qг Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ от охлаждаемого груза, тары и средств пакетирования, кВт/ед.

Qк Мощность теплового потока в грузовое помещение от охлаждаемого (отепляемого) кузова и оборудования РТМ, кВт/ед.

Qп Мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ от окружающей среды и груза при погрузке, кВт/ед.

Q Суммарная мощность теплового потока в грузовое помещение РТМ, кВт/ед.

tр Расчётная температура наружного воздуха, °С

tр.э.д Расчётная экстремальная дневная (на 12 ч дня) температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, °С

tр.э.н Расчётная экстремальная ночная (на 12 ч ночи) температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, °С

tс.э.д Среднемесячная экстремальная дневная (на 12 ч дня) температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, °С

tс.э.н Среднемесячная экстремальная ночная (на 12 ч ночи) температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте перевозки, °С

ХКвантиль надёжности расчёта теплопритоков, ед.

Среднеквадратичное отклонение температуры наружного воздуха от её среднего значения, ед.

Р Надёжность расчёта теплопритоков, доли ед.

tмах.д Максимальная дневная температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте (за весь период наблюдений), °С

tмин.н Минимальная ночная температура наружного воздуха для рассматриваемого месяца на маршруте (за весь период наблюдений), °С

6

Т Текущее местное время, на которое производят расчёт температуры наружного воздуха, часы суток

см Смещение по времени суток экстремума дневных и ночных температур относительно полудня (полуночи), ч

tрi Расчётная температура наружного воздуха за время нахождения транспортного модуля на каком-либо i-м расчётном интервале гружёного рейса, °С

Ткi Текущее местное время в конце i-го расчётного интервала, часы суток

Тнi Текущее местное время в начале i-го расчётного интервала, часы суток

i Продолжительность нахождения РТМ в i-м расчётном интервале, ч tср Среднесуточная температура наружного воздуха на маршруте, °С tф Расчётная температура воздуха на грузовом фронте, °С

tд Расчётная температура воздуха в дебаркадере, °С tг.н Начальная температура груза (при погрузке), °С

tв.н.п Температура воздуха в грузовом помещении РТМ в начале погрузки, °С tг.п.п Температура груза после погрузки, °С

tв.п.п Температура воздуха в грузовом помещении РТМ после погрузки, °С tв.в Верхняя граница температурного режима перевозки груза, °С

tв.н Нижняя граница температурного режима перевозки груза, °С Gбр Количество груза в вагоне, т

ш Степень плотности штабеля груза, погруженного в РТМ, доли ед.т Степень скважности тары груза, погруженного в РТМ, доли ед.tр Расчётный температурный напор (tр – tв), К

tм Максимальный температурный напор, К

bв Скорость охлаждения воздуха в грузовом помещении РТМ, °С/ч

kм Эмпирический коэффициент, который учитывает влияние температурного напора и свойств изоляции ограждений РТМ на скорость теплообменных процессов в грузовом помещении, ед.

Рт.м Грузоподъёмность РТМ, т

kр Расчётный коэффициент теплопередачи ограждений РТМ, Вт/(м2 К)

kр.п Паспортное значение расчётного коэффициента теплопередачи ограждений грузового помещения РТМ, Вт/(м2 К)

о Коэффициент, учитывающий изменение свойств ограждающих конструкций грузового помещения РТМ от случайных факторов, ед.

kб Поправочный коэффициент, учитывающий фактор степени биохимических тепловыделений плодоовощей при охлаждении, ед.

qбох Удельная мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей в среднем за время охлаждения в грузовом помещении РТМ, Вт/т

kш Поправочный коэффициент, учитывающий фактор степени плотности штабеля груза, ед.

7

kт Поправочный коэффициент, учитывающий фактор степени скважности тары груза, ед.

mг Скорость теплоотдачи груза в грузовом помещении РТМ, °С/ч bг Скорость охлаждения груза в грузовом помещении РТМ, °С/ч

в Продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении РТМ, ч

г Продолжительность охлаждения груза в РТМ, чг.р Продолжительность гружёного рейса, ч

L Расстояние перевозки груза, км

Vм Минимальная скорость передвижения РТМ на маршруте (норма суточного пробега), км/сут

Fр Полная расчётная поверхность грузового помещения РТМ, м2 tв Среднее значение температурного режима перевозки груза, °С

Fм Расчётная поверхность машинных отделений РТМ, контактирующих с грузовым помещением, м2

tм Температура воздуха в машинном отделении, оСн Плотность наружного воздуха, кг/м3

и Кратность инфильтрации воздуха в ограждениях грузового помещения и в вентиляционной системе РТМ, ч–1

Vп Полный объём грузового помещения РТМ, м3

iн Удельное теплосодержание наружного воздуха (при tр и н), кДж/кг

iв Удельное теплосодержание воздуха внутри грузового помещения РТМ в режиме перевозки (при tв и в), кДж/кг

Qб1 Мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей при охлаждении, кВт/ваг.

Qб2 Мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей после охлаждения, кВт/ваг.

qбр Удельная мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей в грузовом помещении РТМ в среднем после охлаждения, Вт/т

Gгр Масса перевозимого груза, т нетто (в формуле (7.5) подставлять в кг нетто)

tэ.р Эквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности РТМ при наличии и отсутствии солнечной радиации, К

Fб.с Поверхность боковых стен грузового помещения РТМ, м2 Fк Поверхность крыши грузового помещения РТМ, м2

tэ.в Эквивалентная температура прямой радиации на вертикальные поверхности грузового помещения РТМ, К

tэ.г Эквивалентная температура прямой радиации на горизонтальные поверхности грузового помещения РТМ, К

c Вероятность солнечных дней в году, доли ед.

8

Qх Паспортная мощность холодильных машин РТМ, кВт/ед. Qп Паспортная мощность электропечей РТМ, кВт/ед.

kх Коэффициент, учитывающий падение паспортной мощности холодильных машин РТМ в реальных условиях, доли ед.

х1 Коэффициент рабочего времени холодильных машин РТМ при охлаждении груза, доли ед.

х2 Коэффициент рабочего времени холодильных машин РТМ после охлаждении груза, доли ед.

п1 Коэффициент рабочего времени электропечей РТМ при охлаждении груза, доли ед.

п2 Коэффициент рабочего времени электропечей РТМ после охлаждении груза, доли ед.

Gф Фактический расход дизельного топлива в гружёном рейсе, кг g удельный расход дизельного топлива, кг/ч

nд1 Количество дизелей, работающих при охлаждении груза, ед. Gп Полный запас дизельного топлива в гружёном рейсе, кг

Gр Резервный запас дизельного топлива, кг

qб Удельная мощность тепловыделений от плодоовощей в проектных расчётах, кВт/т

kи.г Коэффициент использования грузоподъёмности РТМ, доли ед.

г Коэффициент, учитывающий массу груза, нетто от массы брутто, доли ед.

т Коэффициент, учитывающий массу тары от массы брутто, доли ед.

к Коэффициент конкордации теплообменных процессов в вагонахтермосах, доли ед.

н Относительная влажность наружного воздуха, %в Относительная влажность воздуха внутри грузового помещения РТМ, %

tг Среднее значение температуры груза за период охлаждения, °С

10