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

9 Особенности теплотехнического расчёта рефрижераторных вагонов и контейнеров для проектных целей

Такие расчёты выполняют для экстремальных режимов эксплуатации проектируемых РТМ, которые предусмотрены таблицей 2.1, в киловаттах на грузовую единицу (вагон или контейнер), полагая, что все теплопоступления действуют одновременно.

Мощность теплового потока вследствие теплопередачи через ограждения кузова проектируемого РТМ, кВт/ед., определяют по формуле

(7.1), используя при этом проектные значения поверхности ограждений кузова РТМ и коэффициента теплопередачи. Величину расчётного теплового напора (tр – tв) определяют по таблице 2.1.

Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздуха в грузовое помещение проектируемого РТМ, кВт/ед., определяют по фор-

муле (7.2), используя нормативные значения кратности инфильтрации воздуха в ограждениях грузового помещения и в вентиляционной системе:

для рефрижераторных вагонов и = 0,2 ч–1, для рефрижераторных контей-

неров и = 0,05 ч–1. Относительную влажность наружного воздуха следует принимать не ниже 90 %.

Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании,

кВт/ед., следует определять по формуле:

Qб 0,6qб Рт.м kи.г,

где 0,6 – коэффициент, исключающий массу тары, упаковки и средств пакетирования груза и учитывающий воздухопроницаемость штабеля, доли единицы; qб – расчётная мощность удельных тепловыделений плодоово-

щей при температуре 25оС, qб = 0,4 кВт/т; Рт.м – проектная грузоподъём-

ность транспортного модуля, т; kи.г – коэффициент использования грузо-

подъёмности транспортного модуля, kи.г = 0,85.

Тогда можно принять: Qб 0,2Рт.м

Мощность теплового потока от солнечной радиации, кВт/ед., оп-

ределяют по формуле (7.4). При этом характеристики воздействия солнечной радиации следует принять экстремальными:

41

–в июле (транспортный модуль находится в покое при безветренной погоде): tэ.р = 2 К, tэ.в = 8 К, tэ.г = 22 К; c = 0,7, c = 16 ч/сут;

–в феврале (транспортный модуль находится в движении): tэ.р = 0,5 К,

tэ.в = 2 К, tэ.г = 4 К, c = 0,3, c = 8 ч/сут.

Превышение температур, эквивалентных воздействию солнечной радиации, можно принимать иным (см. прил. М), если проектируемые средства будут эксплуатироваться не на всей сети железных дорог, а в определённом регионе.

Мощность теплового потока, эквивалентного работе вентилято-

ров-циркуляторов, кВт/ед., определяют только для условий непрерывной работы по формуле:

Qц Nц ξ,

где Nц – суммарная проектная мощность электродвигателей вентиляторов-

циркуляторов, кВт; – коэффициент трансформации механической энер-

гии вентилятора-циркулятора внутри воздуховода в тепловую, = 0,10.

Мощность теплового потока от груза и тары при охлаждении в пути следования, кВт/ед., определяют по формуле:

Qг (αг Сг αт Ст)Рт.м kи.г bг 3600 1,

где г и т – коэффициенты, учитывающие соответственно массу груза и

= 2,7 кДж/(кг °С); Ртм и kиг – смотреть пояснения к формуле (9.1); bг – расчётная скорость охлаждения груза, °С/ч. Её величину следует нормировать по формуле (6.8) для условий: bг = mг, ш = 0,9, т = 0,2.

Мощность теплового потока от кузова и оборудования РТМ при охлаждении или отеплении в пути следования, кВт/ед., определяют по формуле (7.6) для условий: bг = mг, ш = 0,9, т = 0,2.

Для требуемого экстремального режима перевозки подсчитывают суммарную потребную мощность тепло-, холодопоступлений согласно их составу (см. табл. 2.1).

42

10 Особенности теплотехнического расчёта вагонов-термосов и контейнеров-термосов

Важным условием использования вагонов-термосов и контейнеровтермосов является предельный срок перевозки в них скоропортящихся грузов. В основу любой методики определения этого срока положено уравнение теплового баланса в системе «окружающая среда – транспортный модуль – груз»:

где Qт – мощность теплового потока от окружающей среды вследствие те-

плопередачи, Вт; Qи – мощность теплового потока от окружающей среды за счёт инфильтрации наружного воздуха внутрь грузового помещения, Вт;

Qс – мощность теплового потока от воздействия солнечной радиации, Вт;

Qг – расчётный расход тепловой энергии груза за время, соответствующее предельному сроку перевозки, кДж; п – предельный срок перевозки груза,

сут.

Уравнение (10.1) справедливо при условии, что тепловой поток от внешней среды воспринимается грузом полностью и всегда с одинаковой интенсивностью. На самом деле это происходит не так. На продолжительность отепления или охлаждения груза за счёт окружающей среды сущест-

венно влияет скорость теплоотдачи груза (mг), которая резко снижается при увеличении степени плотности штабеля. Игнорирование влияния этого фактора приводит, как правило, к занижению расчётных значений предельных сроков перевозки плотно укладываемых грузов.

Скорость изменения температуры замороженного груза несколько ниже, чем у охлаждённого за счёт скрытой теплоты фазового превращения вымороженного льда в воду. Наименьшая скорость теплоотдачи штабеля груза наступает при криоскопической температуре груза. Однако, пре- дельно-допустимая температура замороженных грузов по действующим Правилам значительно ниже криоскопической, когда 95 % влаги в продукте и более превращено в лёд. Поэтому фактором скрытой теплоты плавления льда здесь можно пренебречь.

43

Влияние степени плотности штабеля на скорость изменения температуры груза учитывается с помощью коэффициента конкордации теплооб-

менных процессов ( к). Величину к определяют, доли ед., по эмпириче-

скому выражению:

к 0,36 0,64(1 ρш)0,4,

где числа – эмпирические коэффициенты; ш – условный коэффициент степени плотности штабеля (см. прил. Е).

Тогда с учётом к уравнение теплового баланса (10.1) относительно предельного срока перевозки, примет вид:

Для увеличения инертности штабеля внешнему тепловому воздействию рекомендуется в вагонах-термосах и контейнерах-термосах применять плотную укладку непакетированных грузов (рисунок 10.1). В этом случае степень плотности штабеля будет наибольшая, т. е. ш = 1,0.

Рисунок 10.1 – Плотная укладка ящиков со скоропортящимися грузами в вагонах-термосах и контейнерах-термосах

44

Библиографический список

1.Ефимов В. В. Хладотранспорт и доставка скоропортящихся грузов: учебник [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов [и др.]. – Электрон. тексто-

вые дан. – СПб. : 2012. – 380 с.

2.Ефимов В. В. Условия подготовки и перевозки скоропортящихся грузов во внутреннем железнодорожном сообщении : учеб. пособие [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 217 с.

3.Теплотехнический расчёт рефрижераторных транспортных модулей : метод. указания / Сост. В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-

тпутей сообщения, 2003. – 64 с.

45

П р и л о ж е н и е А Грузовые и теплотехнические характеристики изотермических вагонов и контейнеров

Таблица А.1

46

П р и л о ж е н и е Б

Температурный режим и вентилирование скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах

Таблица Б.1

48

Примечания.

*– Температурный режим поддерживается на ручном управлении.

**– Температурный режим поддерживается на автоматическом управлении от 5°С до минус 3°С или от 0°С до минус 3 °С.

49

П р и л о ж е н и е В

Удельная теплоёмкость и температура замерзания некоторых видов скоропортящихся грузов, тары и средств пакетирования