8.5Факторы, влияющие на продолжительность охлаждения грузов
врефрижераторных транспортных модулях
При перевозках неохлаждённых грузов (плодоовощи) возникает необходимость охлаждения их в пути. Скорость и продолжительность охлаждения воздуха и груза в РТМ являются основными характеристиками протекания теплообменных процессов в грузовом помещении и используются в теплотехнических расчётах. Их величина варьируется в широком диапазоне в зависимости от факторов, приведённых на рисунке.
Факторы, влияющие на продолжительность охлаждения грузов в рефрижераторных транспортных модулях
Степень влияния этих факторов на скорость протекания теплообменных процессов до настоящего времени была мало изучена.
Поэтому при определении мощности теплового потока от плодоовощей при охлаждении в пути значение г принимали равным 60 ч согласно инструкциям
по эксплуатации 5-вагонных рефрижераторных секций и автономных рефрижераторных вагонов, разработанным полвека назад.
Результаты контрольно- опытных перевозок скоропор- тящихся грузов, проведённых учёными ПГУПС-ЛИИЖТа в период с 1983 по 1994 г.г. на пятивагонных рефрижератор- ных секциях разных типов, показали, что на самом деле величина г может при опре-
делённых условиях сущест- венно (в несколько раз) отличаться от нормативного значения.
8.6. Расчёт скорости и продолжительности охлаждения воздуха и груза при транспортировке в рефрижераторных транспортных модулях
Основными характеристиками теплообменных процессов в грузовом помещении транспортного модуля, используемыми в теплотехнических расчётах, являются:
–скорость первоначального охлаждения свободного воздуха в грузовом помещении транспортного модуля (bв), °С/ч;
–скорость теплоотдачи груза (mг), °С/ч;
–скорость охлаждения груза (bг), °С/ч;
–продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении ( в), ч;
–продолжительность охлаждения груза ( г), ч.
Многофакторный анализ и обобщение результатов контрольно-опытных перевозок позволили впервые формализовать рассмотренные в главе 8.5 факторы груза, РТМ и окружающей среды с помощью эмпирических выражений и коэффициентов.
Расчёт скорости и продолжительности охлаждения воздуха и груза при транспортировке в рефрижераторных транспортных модулях
Скорость первоначального охлаждения свободного воздуха в грузовом помещении РТМ, °С/ч, можно определить по формуле:
bв |
19,3kм kб |
|||
(1 |
Gбр |
)5,5 kш kт |
||
|
||||
|
|
|||
|
|
Рт.м |
||
kм = f (kp, tм, tр) kб = f (qбох );
kш = f ( ш);
kт =f ( т);
kp = f ( о) = kp.п о;
tм = f (Тип ТМ, э)
qбох = f (q0, г,tг.н, tг.к,)
где числа – эмпирические коэффициенты; kм –поправочный
эмпирический коэффициент, который учитывает влияние температурного напора и теплотехнических свойств ограждений грузового помещения РТМ на скорость протекания теплообменных процессов; kбох – то же,
учитывающий влияние биохимической теплоты плодоовощей при охлаждении; kш – то же, учитывающий влияние степени
плотности штабеля груза; kт – то же, учитывающий влияние степени скважности тары; Gбр – количество груза в РТМ, т брутто; Рт.м – грузоподъёмность РТМ.
kм 6,364 |
10 |
2 |
( tм tp ) e |
( 0,1kp tp ) |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
е( 6,110 |
4 qбох(р) ) |
|
|
|
|
||||||
kбох(р) |
|
|
о е(0,85Р4 ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
kш 0,61 1,4(1 |
ρш )0,8 |
|
kт (0,36 1,6ρт )0,2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
q |
q (eχtг.н еχtг.к |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бох |
(tг.н |
tг.к ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчёт скорости и продолжительности охлаждения воздуха и груза при транспортировке в рефрижераторных транспортных модулях
Скорость теплоотдачи груза (mг) и скорость охлаждения груза (bг) можно определить, °С/ч, по формулам:
mг |
4,3kш kт |
; |
bг тг kм kб тг |
. |
||
1 |
Gбр |
|||||
|
|
|
|
|||
Величина |
mг, являясь |
теплотехнической характеристикой |
груза, |
|||
используется для ограничения мощности внешнего источника холода. Это связано с необходимостью регулирования температурного режима в заданных границах. Внешний источник холода не должен забирать теплоту от груза со скоростью бóльшей, чем груз может отдать, иначе произойдёт нарушение нижней границы температурного режима и нежелательное переохлаждение внешних слоёв груза. За этим следит бригада механиков или устройства автоматического регулирования этого режима. Таким образом, в формуле (6.8) формализуется процесс регулирования нижней границы температурного режима перевозки груза.
Расчёт скорости и продолжительности охлаждения воздуха и груза при транспортировке в рефрижераторных транспортных модулях
С помощью характеристик bв.и bг можно определить продолжительность
первоначального охлаждения воздуха ( в) и груза ( г) в грузовом помещении вагона, контейнера, ч:
tв.п.п – tв.н |
tг.п.п – tв.в |
в = ————; |
г = ————. |
bв |
bг |
В курсовом проекте величины tв.п.п и tг.п.п следует принимать равными
заданной температуре груза (tг.н).
Если расчётная продолжительность охлаждения груза ( г) превышает продолжительность гружёного рейса ( г.р), то груз на момент выдачи
получателю не успеет охладиться до режимной температуры. При этом величину г.р можно определить, ч, исходя из расстояния перевозки (L ) и норм
суточного пробега (Vм) по формуле:
.
Для термически подготовленных скоропортящихся грузов характеристики bв, mг, bг, в, г определять не требуется.
8.7Аналитический расчёт мощности теплопоступлений
врефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне
Расчёт выполняют в киловаттах на одну грузовую единицу (вагон, контейнер).
Мощность теплового потока вследствие теплопередачи через ограждения кузова вагона (контейнера), кВт/ед.
Qт = [Fр(tр – tв) + Fм(tм – tв)] kр 10-3.
tмАРВ tp 16 |
tмРС tp 4 |
Аналитический расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне
Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздуха внутрь грузового помещения транспортного модуля, кВт/ед.:
н и Vп
Qи = ——––— (iн – iв). 3600
н= f(tp); и= f(Vм, Tэ); iн = f(tp); iв = f(tв).
Аналитический расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне
Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ед.:
а) груз успевает охладиться за перевозку ( г < г.р):
|
Q = q |
б.ох |
G 10-3; |
Q = q |
б.р |
G 10-3. |
|||
|
б. |
1 |
|
гр |
б. |
гр |
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
qб.1 = f (ВГ, tг.п.п , t в.в); |
qб.2 = f (ВГ, tв). |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-й участок гружёного рейса |
2-й участок гружёного рейса |
|
|
Аналитический расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторные вагоны и контейнеры для условий эксплуатации в однородной климатической зоне
Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ед.:
б) груз не успевает охладиться за перевозку ( г > г.р):
Q |
б.1 |
= q |
G |
10-3; |
Q |
б.2 |
- отсутствует. |
||
|
|
б.ох |
гр |
|
|
|
|
||
qб.ох = f (ВГ, tг.п.п , t г.к); qб.р - отсутствует. |
|
tг.к tв.в |
(tг.н tв.в )(τг τг.р ) |
||||||
|
|
τг |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-й участок гружёного рейса |
Груз выдан получателю |
|
|