
4 курс / Uchebnoe_pos_Kholod_2016
.pdf
Основные требования, предъявляемые к хладоносителям: низкая температура замерзания, высокая теплоемкость, коррозионная стойкость.
В практике эксплуатации холодильных установок, когда нет необходимости в температурах ниже 0°C, в качестве хладоносителя используется вода (например в установках для кондиционирования воздуха, для охлаждения молока и др.).
При отрицательных температурах в качестве хладоносителей используют водные растворы солей NaCl, MgCl2, CaCl2, концентрация которых должна соответствовать температурному режиму работы испарителя. Чем выше концентрация рассола, тем ниже его температура замерзания. Для каждого рассола существует самая низкая температура замерзания – криогидратная точка; при дальнейшем увеличении концентрации рассола температура замерзания увеличивается. Физические свойства рассолов представлены в таблице 2.13.
Таблица 2.13 – Основные физические свойства рассолов
Плотность г/см3 |
Содержание соли, % |
Температура |
Теплоемкость, |
|
(при 15°C) |
в растворе |
на 100 частей воды |
замерзания, °C |
(Дж/кг·К)·103 |
|
|
Рассол хлористого кальция СаСl2 |
|
|
1,0 |
0,1 |
0,1 |
0,0 |
4,21 |
1,1 |
11,5 |
13,0 |
-7,1 |
3,49 |
1,16 |
17,8 |
21,7 |
-14,2 |
3,75 |
1,2 |
21,9 |
28,0 |
-21,2 |
2,98 |
1,28 |
29,4 |
41,6 |
-50,1 |
2,73 |
1,286 |
29,9 |
42,7 |
-55 (криогидратная точка) |
2,73 |
1,3 |
31,2 |
45,4 |
-41,6 |
2,65 |
1,35 |
35,6 |
55,3 |
-10,2 |
- |
|
|
Рассол хлористого натрия NaСl |
|
|
1,00 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
4,2 |
1,10 |
13,6 |
15,7 |
-9,8 |
3,57 |
1,12 |
16,2 |
19,3 |
-12,2 |
3,52 |
1,14 |
18,8 |
23,1 |
-15,1 |
3,44 |
1,16 |
21,2 |
26,9 |
-18,2 |
3,36 |
1,175 |
23,1 |
30,1 |
-21,2 (криогидратная точка) |
2,94 |
1,18 |
23,7 |
31,1 |
-17,2 |
3,32 |
1,20 |
26,1 |
35,3 |
-1,7 |
3,23 |
При эксплуатации и расчете аппаратов холодильной машины необходимо учитывать характеристики соответствующих элементов машины, которые приведены в табл. 2.14, 2.15.
Таблица 2.14 – Значения коэффициентов теплопередачи и удельной тепловой нагрузки конденсаторов
Тип конденсаторов |
|
Коэффициент теп- |
|
Удельная тепловая |
Примерная разность тем- |
|||
|
|
лопередачи к, Вт/м2К |
|
нагрузка qк , Вт/м2 |
ператур, Δt °C |
|||
Аммиачные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
кожухотрубные |
|
|
900-1000 |
|
4700-5200 |
|
5-6 |
|
оросительные |
|
|
700-900 |
|
4000-4700 |
|
5-6 |
|
испарительные |
|
|
500-700 |
|
1400-2300 |
|
3 |
|
Фреоновые: |
|
|
|
|
|
|
|
|
кожухотрубные |
|
|
400-470 |
|
3000-4000 |
|
|
7-10 |
воздушные |
|
|
30-35 |
|
230-300 |
|
|
8-10 |
Таблица 2.15 – Значения коэффициентов теплопередачи и удельного теплового потока |
||||||||
Тип испарителя |
|
Коэффициент теплопередачи к, |
|
Удельная тепловая нагрузка qи , |
||||
|
|
|
Вт/м2К |
|
|
|
Вт/м2 |
|
Рассольные , Δt=5 °C |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вертикально-трубные и листовые |
465-580 |
|
|
|
2320-2900 |
|||
Кожухотрубные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
аммиачные |
|
465-525 |
|
|
|
2320-2620 |
||
фреоновые |
|
230-350 |
|
|
|
1160-1750 |
||
Воздушные: |
|
|
|
|
|
|
|
|
С принудительной вентиляцией |
17-35 |
|
|
|
233-350 |
|||
воздуха поперек труб |
|
|
|
|
|
|
|
|
С естественной конвекцией |
|
3.5-4.5 |
|
|
|
52-58 |
||
|
|
|
33 |
|
|
|
|
Вопросы для самопроверки:
1.Способы получения искусственного холода?
2.Температура кипения жидкого азота?
3.Основные законы термодинамики и принцип работы холодильной машины?
4.Основные детали холодильной машины?
5.Что такое теоретический и действительный цикл работы холодильной машины?
6.Что характеризует холодильный коэффициент?
7.Что такое хладогент?
2.7.Холодильные сооружения. Теплоизоляционные материалы
Холодильные сооружения предназначены для охлаждения, заморозки и хранения скоропортящихся грузов. В помещения (камерах) холодильников предусмотрены постоянные, довольно низкие температуры (от +12 до -40°C при большой относительной влажности 85 – 95%). Исходные данные для проектирования холодильных установок холодильников:
-расчетные параметры наружного воздуха (температура, влажность летом и зимой);
-нормативный коэффициент теплопередачи ограждения холодильника.
Для сравнения холодильников по емкости введено понятие «условная емкость», под которым понимается емкость, заполненная мороженым мясом, из расчета 0.35 т на 1 м3 грузового объема. При хранении в данном холодильнике (камере) другого продукта его емкость может оказаться больше или меньше условной. Для определения действительной емкости камер существуют нормы загрузки различными продуктами 1 м3 грузового объема. Чтобы облегчить пересчет условной емкости в действительную для данного продукта и обратно, пользуются коэффициентом пересчета. После принятия решения о планировке определяют площадь холодильника. Порядок расчета следующий: Определяется грузовой объем:
V |
|
E |
(2.6) |
|||
qv |
|
|
|
|||
где Е – емкость холодильника (камеры), т; |
|
|
|
|
|
|
qv – норма загрузки т/м3, представлена в таблице 2.16. |
|
|||||
Емкость холодильника (камеры) определяется по формуле: |
|
|||||
Е Gсут Кн |
(2.7) |
|||||
где Gсут – среднесуточное поступление груза; |
|
|||||
– продолжительность хранения; |
|
|
|
|
|
|
Кн – коэффициент неравномерности. |
|
|
|
|
|
|
Грузовая площадь определяется по формуле: |
|
|||||
Fк |
|
V |
|
(2.8) |
||
|
hгр |
|
||||
|
|
|
|
где hгр – высота штабеля груза, м.
Минимальные отступы от безбалочных перекрытий, балок, потолочных батарей – 0,2м, от воздушных каналов 0,3м. В одноэтажных холодильниках высоту штабеля можно принимать 4,5-6,5 м, в многоэтажный – 2,5-3 м.
Определяется строительная площадь склада:
Fc |
|
Fк |
(2.9) |
|
|
||
|
|
|
где β - коэффициент, учитывающий использование строительной площади (проходы, проезды, отступы от стен, оборудование и др.), принимается в зависимости от площади склада Fк;
Fк, м3 |
до 100 |
101-400 |
свыше 400 |
β |
0,7-0,75 |
0,75-0,8 |
0,8-0,85 |
При возведении холодильных сооружений наряду с обычными строительными широко применяют теплоизоляционные материалы для уменьшения теплопроводности зданий. Хорошая теплоизоляция экономит холод, удешевляет эксплуатации сооружений и способствует лучшей сохранности продуктов.
На основании основных характеристик теплоизоляционных материалов (табл. 2.17) и их стоимости принимается решение о выборе материала исходя из условия, что коэффициент теплопередачи определяется на основании температуры воздуха в камере (табл. 2,18).
34
Таблица 2.18 – Рекомендуемые теплоизоляционные свойства холодильных сооружений
Температура в камере, °C |
-30 |
-20 |
-10 |
-4 |
4 |
12 |
Коэффициент теплопередачи, Вт/м2∙К |
0,27 |
0,28 |
0,33 |
0,35 |
0,52 |
0,64 |
Таблица 2.16 – Норма загрузки продуктов и коэффициент их перерасчета на условную вместимость
Продукты |
За- |
Коэффици- |
|
Продукты |
За- |
Коэффици- |
|
грузка, |
ент пере- |
|
|
грузка, |
ент перерас- |
|
т/м3 |
расчета |
|
|
т/м3 |
чета |
Говядина мороженая |
|
|
Сыры |
|
|
|
в четвертинах |
0,40 |
0,88 |
без тары и в деревянных |
0,50 |
0,70 |
|
в полутушах |
0,30 |
1,17 |
ящиках |
|
|
|
в четвертинах и полутушах |
0,35 |
1,00 |
в деревянных барабанах |
0,46 |
0,76 |
|
Баранина мороженая |
0,28 |
1,25 |
Творог в кадках |
0,71 |
0,50 |
|
Свинина мороженая |
0,45 |
0,78 |
Сгущенное молоко |
|
|
|
Мясо и субпродукты |
0,60 |
0,58 |
в деревянных бочках |
0,57 |
0,61 |
|
Птица мороженая в деревян- |
|
|
в фанерных бочках |
0,74 |
0,47 |
|
ных ящиках |
0,38 |
0,92 |
Яйца |
|
|
|
Колбасные изделия в дере- |
|
|
в деревянных ящиках |
0,32 |
1,09 |
|
вянных ящиках |
0,40 |
0,88 |
в картонных ящиках |
0,27 |
1,30 |
|
Копчености в деревянных |
|
|
Яичные и молочные про- |
|
|
|
ящиках |
0,50 |
0,70 |
дукты |
|
0,40 |
0,88 |
Рыба мороженая в де- |
|
|
Консервы |
|
|
|
ревянных и картонных ящи- |
|
|
в деревянных ящиках |
0,60 |
0,58 |
|
ках, рогожных кулях |
0,45 |
0,78 |
в картонных ящиках |
0,65 |
0,54 |
|
Рыба мороженая |
0,45 |
0,78 |
Мороженое на рейках без |
|
|
|
осетровых пород без тары |
0,45 |
0,78 |
стеллажей |
|
|
|
Рыбное филе мороженное в |
|
|
в картонных ящиках |
0,17 |
2,00 |
|
картонных ящиках |
0,70 |
0,50 |
в контейнерах |
0,33 |
1,08 |
|
Рыба соленая |
0,60 |
0,58 |
в гильзах |
0,21 |
1,66 |
|
Масло сливочное |
|
|
Мороженое на стеллажах в |
|
|
|
в деревянных ящиках |
0,70 |
0,50 |
картонных ящиках |
0,23 |
1,52 |
|
в картонных ящиках |
0,80 |
0,44 |
Яблоки и груши в деревян- |
|
|
|
Масло и жиры топленые |
|
|
ных ящиках |
0,36 |
0,97 |
|
в деревянных ящиках |
0,65 |
0,54 |
Цитрусовые |
|
|
|
в картонных ящиках |
0,54 |
0,65 |
в фанерных ящиках |
0,45 |
0,78 |
|
Прочие грузы |
0,35 |
1,00 |
в |
картонно-деревянных |
|
|
Сметана в кадках |
0,75 |
0,47 |
ящиках |
0,35 |
1,09 |
|
|
|
При укладке на поддонах |
|
|
||
Масло сливочное |
|
|
Жиры топленые в деревян- |
|
|
|
в деревянных ящиках |
0,63 |
0,56 |
ных бочках |
0,40 |
0,87 |
|
в картонных ящиках |
0,70 |
0,50 |
Рыба мороженая |
|
|
|
Яйца |
|
|
в деревянных ящиках |
0,39 |
0,90 |
|
в деревянных ящиках |
0,30 |
1,17 |
в картонных ящиках |
0,47 |
0,75 |
|
в картонных ящиках |
0,26 |
1,35 |
Маргарин |
|
|
|
Консервы мясные в деревян- |
|
|
в деревянных ящиках |
0,70 |
0,50 |
|
ных ящиках |
0,38 |
0,92 |
в картонных ящиках |
0,43 |
0,81 |
|
Колбасные изделия в дере- |
|
|
Консервы рыбные в ящиках |
0,41 |
0,85 |
|
вянных ящиках |
0,30 |
1,17 |
Яблоки и груши в деревян- |
|
|
|
Сыры в деревянных ящиках |
0,40 |
0,87 |
ных ящиках |
0,34 |
1,03 |
|
Сыр плавленый в деревян- |
|
|
Цитрусовые |
|
|
|
ных ящиках |
0,67 |
0,52 |
в фанерных ящиках |
0,32 |
1,09 |
|
Птица мороженная |
|
|
в |
картонно-деревянных |
|
|
в деревянных ящиках |
0,44 |
0,79 |
ящиках |
0,30 |
1,17 |
|
в картонных ящиках |
0,38 |
0,92 |
Лук репчатый |
0,34 |
1,03 |
|
Виноград и томаты в лотках |
0,30 |
1,17 |
Морковь |
0,32 |
1,09 |
|
|
|
При укладке в контейнерах |
|
|
||
Сметана в кадках |
0,46 |
0,76 |
Капуста |
0,30 |
1,17 |
|
Творог в кадках |
0,45 |
0,78 |
Картофель |
0,50 |
0,70 |
|
Сыр без тары |
0,30 |
1,17 |
Морковь |
0,36 |
0,97 |
|
Арбузы и дыни |
0,40 |
0,87 |
Свекла |
|
0,46 |
0,76 |
Яблоки и груши |
0,45 |
0,78 |
Лук репчатый |
0,38 |
0,92 |
35
Таблица 2.17 – Характеристика изоляционных и строительных материалов
Материал |
Объемная масса |
Коэффициент теп- |
|
||
|
в сухом состоя- |
лопроводности, |
|
нии, кг/м3 |
Вт/м∙К |
|
|
|
Теплоизоляционный материал |
|
|
|
|
|
Плиты теплоизоляционные из пенопласта полистирольного ПСБ-С |
25-40 |
0,047 |
Пенопласт полиуретановый жесткий ПУ-101 |
100 |
0,041 |
заливной ППУ-3с |
50 |
0,047 |
Пенопласт поливинилхлоридный ПХВ-1 |
70-100 |
0,035 |
ПХВ-2 |
100-130 |
0,047 |
Пенопласт резольный фенолформальдегидный ФРП-1 |
70 |
0,058 |
ФРП-2 |
100 |
0,058 |
Плиты жесткие минераловатные на битумной связке |
250-350 |
0,08-0,093 |
Плиты торфяные теплоизоляционные |
170-220 |
0,08-0,093 |
Плиты фибролитовые на портландцементе |
300-400 |
0,15-0,19 |
Плиты теплоизоляционные из ячеистого бетона |
400-500 |
0,15 |
Плиты перлитогелевые |
200-250 |
0,076-0,087 |
Гравий керамзитовый |
300-500 |
0,17-0,23 |
Перлит вспученный |
100-500 |
0,058-0,08 |
Вермикулит вспученный |
100-200 |
0,08-0,098 |
Шлаки доменные гранулированные |
500 |
0,19 |
топливные |
700 |
0,29 |
Пароизоляционные материалы |
|
|
|
|
|
Асфальт в полах |
1800-2000 |
0,75-0,87 |
Битум нефтяной |
1050 |
0,18 |
Борулин |
700-900 |
0,29-0,35 |
Гидроизол |
700-900 |
0,29-0,35 |
Пергамин и рубероид |
600-800 |
0,14-0,18 |
Строительные материалы |
|
|
|
|
|
Асбестоцементные теплоизоляционные платы |
300-500 |
0,093-0,13 |
Асбестоцементные листы и плитки |
1900 |
0,35 |
Бетон |
2000-2200 |
1,0-1,4 |
Железобетон |
2300-2400 |
1,4-1,6 |
Кладка кирпичная |
1800 |
0,82 |
Кладка бутовая |
1800-2200 |
0,93-1,3 |
Ракушечник |
1000-1500 |
0,46-0,7 |
Туф |
1100-1300 |
0,46-0,58 |
Шлакобетон |
1200-1500 |
0,46-0,7 |
Штукатурка цементная |
1700-1800 |
0,88-0,93 |
сухая из древесноволокнистых листов |
700 |
0,21 |
Грунт растительный |
2000 |
1,16 |
Песок |
1500-1600 |
0,46-0,58 |
Толщина изоляционного слоя определяется по формуле:
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
n |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
из |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
из |
|
|
в |
|
1 |
|
2 |
|
n |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
н |
(2.10) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где: λиз, λ1, λ2, λn – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя и строительных материалов составляющих конструкцию ограждения, Вт/м∙К, табл. 2.19-2.20;
k– требуемый коэффициент теплопередачи сооружения, Вт/м2∙К;
â , í – коэффициенты теплоотдачи наружной и внутренней поверхности, Вт/м2∙К;
δ1, δ2, δn – толщина отдельных слоев конструкции ограждения, м;
Примерные значения коэффициентов теплоотдачи при конденсации: для аммиака=7300-10800 Вт/м2∙К, для хладона =1200-2300 Вт/м2∙К, для воды =1800-5000 Вт/м2∙К, для воздуха при скорости 3-8 м/с =23-93 Вт/м2∙К.
36
Таблица 2.19 – Теплопроводность различных материалов
Материал |
Плотность, кг/м3 |
Коэффициент теплопровод- |
|
|
ности, Вт/м∙К |
Алюминий |
229 |
209,0 |
Битум |
900-1000 |
0,18-0,20 |
Воздух в покое (прослийки) |
1,1 |
0,023 |
Резина губчатая |
55 |
0,037 |
Древесина |
500-800 |
0,14-0,23 |
Картон гофрированный |
200-250 |
0,07-0,09 |
Минеральный войлок |
150-200 |
0,075-0,09 |
Минеральные плиты |
300-350 |
0,075-0,08 |
Мипора |
14-25 |
0,035-0,09 |
Опилки древесные |
250-300 |
0,12-0,17 |
Пенополистерол ПС-4 |
45-80 |
0,05-0,058 |
Пенополиуретан ППУ |
50-80 |
0,04-0,046 |
Пробковые плиты |
160-300 |
0,06-0,08 |
Сталь |
785 |
45,4 |
Толь |
500-600 |
0,17-0,23 |
Торфоплиты |
170-220 |
0,08-0,093 |
Стекловата |
170 |
0,058 |
Камышит |
250-300 |
0,07-0,08 |
Пенобетон |
350-570 |
0,14-0,17 |
Шлак котельный |
800-1000 |
0,23-0,30 |
Кирпичная кладка |
1400-1800 |
0,70-0,93 |
Железобетон |
2200-2400 |
1,40-1,50 |
Шлак гранулированный |
450-600 |
0,14-0,19 |
Таблица 2.20 – Тепловодность некоторых материалов λ, Вт/м∙°К
Материал |
Коэффициент теплопро- |
Материал |
Коэффициент теплопро- |
|
водности, Вт/м∙К |
|
водности, Вт/м∙К |
Бронза |
48 |
Водный лед |
23 |
Латунь |
106 |
Снег 200 кг/м3 |
0,11 |
Медь чистая |
395 |
Снег 400 кг/м3 |
0,47 |
Свинец |
34 |
Отложение накипи |
1,8 |
Цинк |
113 |
Соль NaCl |
3,7 |
Чугун |
58 |
Соль CaCl |
0,7 |
Глицерин |
0,13 |
Окраска |
0,23 |
Смазочное масло |
0,14 |
Земля |
0,81 |
Вопросы для самопроверки:
1.Назовите теплоизоляционные материалы, применяемые при строительстве стационарных холодильников?
2.Отчего зависит ёмкость и площадь холодильника?
3.Назначение камер холодильника?
4. Назовите основные теплоизоляционные материалы и их коэффициенты теплопроводности?
5.Отчего зависит толщина теплоизоляции холодильника?
6.Что такое коэффициент теплопередачи?
3.ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДОСТАВКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ
3.1 Структура управления изотермическим подвижным составом
С 1 октября 2003 года ГУП «Рефсервис МПС» преобразован в «Рефсервис – филиал ОАО «РЖД».
На начало 2006 года приписной парк «Рефсервиса» составил 15,5 тыс. изотермических вагонов, в том числе 5500 грузовых рефрижераторных вагонов в составе секций БМЗ и ZB-5, 2000 дизельно-служебных вагонов, 6300 ИВ-термосов и 1200 вагонов-термосов. Средний возраст изотермических вагонов превысил 20 лет.
37

Вдекабре 2005 года Советом директоров ОАО «РЖД» было принято решение о выделении из ОАО «РЖД» дочернего и зависимого общества (ДЗО) – ОАО «Рефсервис», которое на сегодня имеет около 6500 изотермических вагонов, три рефрижераторных вагонных депо (Тихорецкая, Троицк, Уссурийск) и эксплуатационный рефрижераторный участок (Предпортовая), а также погрузочно-разгрузочные региональные центры, расположенные в местах с развитой клиентской базой и зарождения грузопотоков: на Октябрьской ж.д. (Санкт-Петербург), Калининградской ж.д. (Калининград), Западно-Сибирской ж.д. (Новосибирск), Дальневосточной ж.д. (Владивосток), Московской ж.д. (Москва). ДЗО имеет представительства на 8 железных дорогах – филиалах ОАО «РЖД»: Октябрьской, Калининградской, Западно-Сибирской, Дальневосточной, Московской, Северо-Кавказской, Свердловской
иВосточно-Сибирской.
Всоставе материнской компании «Рефсервиса» – филиала ОАО «РЖД» осталось два рефрижераторных вагонных депо (Подмосковная и Лиски) и около 9000 изотермических вагонов. ДЗО начало функционировать со второго квартала 2006 года по своим собственным тарифам на договорной основе с грузовладельцами, в отличии от «Рефсервиса» – филиала ОАО «РЖД», который продолжает перевозить грузы по тарифам, регулируемым Федеральной службой по тарифам (ФСТ).
Структура управления изотермическим подвижным составом представлена на рисунке 3.1.
«Рефсервис» - филиала ОАО «РЖД» |
|
ДЗО ОАО «Рефсервис» |
|
|
|
||
|
|
|
|
Рефрижераторные вагонные депо
Подмосковное РДВ Лиски РДВ
Парк 9000 ИПС Работа по Прейскуранту 10-01
Рефрижераторные вагонные депо
Тихорецкое РДВ Троицк РДВ Уссурийск РДВ
Эксплуатационный рефрижераторный участок
(Предпортовая ЭРУ)
Парк 6500 ИПС Работа на договорной основе с грузовладельцами
Погрузочно-разгрузочные региональные центры
Санкт-Петербург - Октябрьская ж.д. Калининград - Калининградская ж.д.
Новосибирск - Западно-Сибирская ж.д. Владивосток - Дальневосточная ж.д.
Москва - Московская ж.д.
Восемь представительств на железных дорогах – филиалах ОАО «РЖД»:
Рисунок 3.1 – Структура управления изотермическим подвижным составом.
3.2. Изотермический подвижной состав
Изотермическим транспортным средством называется подвижной состав, имеющий теплоизоляцию ограждающих конструкций, позволяющую ограничить теплообмен между внутренней и наружной поверхностью кузова, а также обеспечить во время перевозки в грузовых помещениях поддержание требуемых температурных режимов. Для этого в подвижном составе имеется холодильная установка, и подвижной состав называют рефрижераторный. Классификация изотермического подвижного состава приведена на рисунке 3.2.
38

Изотермический подвижной состав (ИПС)
Универсальный изотермический |
подвижной состав |
Групповой рефрижераторный |
подвижной состав |
5-вагонные рефрижераторные |
секции Брянского машино- |
строительного завода (БМЗ) |
5-вагонные рефрижераторные |
секции типа ZB-5 |
Одиночный рефрижераторный |
подвижной состав |
Автономный рефрижераторный |
вагон со служебным |
помещением (АРВ-Э) |
Специализированный одиночный |
изотермический подвижной состав |
Вагон для перевозки живой рыбы |
Вагон-цистерна |
для перевозки вина |
Цистерна-термос |
для перевозки молока |
Вагон-термос для перевозки |
тарно-штучных грузов |
ИВ-термос |
Рисунок 3.2 – Классификация изотермического подвижного состава
Изотермический подвижной состав должен быть четырехосный, с кузовом длиной 21 м (вагоны с дизель-электростанцией и служебным помещением имеют меньшую длину), иметь сварной цельнометаллический кузов, однотипные унифицированные узлы, детали и оборудование , [1, 3, 4, 10, 15].
Полезный объем грузового помещения должен обеспечивать использование грузоподъемности при перевозке скоропортящихся грузов.
Рефрижераторный подвижной состав должен поддерживать в грузовом помещении в любое время года оптимальную для перевозимого груза постоянную температуру воздуха с равномерностью в пределах ±1,5°С от заданной.
Вновь проектируемые рефрижераторные вагоны должны обеспечивать: скорость следования до 140 км/ч, температуру воздуха в грузовом помещении от -20 до +14°С при температуре наружного воздуха от -45 до +36°С, охлаждение плодов и овощей от +30 до +4°С не более чем за 60ч, воздухообмен через неплотности не более 0,3 объема грузового помещения за 1ч.
Работоспособность холодильных установок должна сохранятся при температуре наружного воздуха до +40°С, а дизель-генераторов, приборов автоматики и защиты от -50 до +50 °С. Система оттаивания инея с поверхности испарителя должна обеспечить местное повышение температуры воздуха в грузовом помещении за период оттаивания более чем на 5-6°С, а в среднем температуры в вагоне – на 1,5°С.
В настоящее время на сети железных дорог РФ эксплуатируются в основном 5- вагонные рефрижераторные секции Брянского машиностроительного завода (БМЗ), 5- вагонные рефрижераторные секции типа ZB-5, автономные рефрижераторные вагоны без служебного помещения (АРВ), автономные рефрижераторные вагоны со служебным помещением (АРВ-Э), вагоны-термосы, ИВ-термосы. Технико-экономические показатели универсального изотермического подвижного состава представлены в таблицы 3.1-3.2.
39
Таблица 3.1 – Технико-экономические показатели изотермического подвижного состава
|
|
Показатели |
Рефрижераторная секция |
|
АРВ длиной |
||||
|
|
|
12-вагонная |
ZA-4 |
ZB-5 |
|
БМЗ |
19 м |
21 м |
Грузоподъемность Р,т |
399 |
178 |
164 |
|
168 |
40 |
39 |
||
Объем |
гру- |
полный |
1178,2 |
397,2 |
452 |
|
544 |
102,2 |
113 |
зового |
по- |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
мещения, м3 |
погрузочный |
780 |
318 |
400 |
|
433 |
88 |
100 |
|
Погрузочная площадь F, м2 |
373 |
145 |
182 |
|
180 |
40 |
45,5 |
||
|
|
с учетом вспомогательных |
560 |
217 |
242 |
|
214 |
44 |
45 |
Тара, т |
вагонов, т |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
на 1м погрузочной длины |
3,57 |
3,70 |
3,27 |
|
2,88 |
2,86 |
2,57 |
Полезный объем на 1 т тары |
1,42 |
1,44 |
1,72 |
|
2,00 |
2,00 |
2,21 |
||
|
|
тары |
1,40 |
1,22 |
1,48 |
|
1,28 |
1,10 |
1,15 |
Коэффици- |
удельный объема V/P, м3/т |
1,95 |
1,79 |
2,44 |
|
2,58 |
2,20 |
2,56 |
|
ент |
|
удельный площади F/P, м2 |
0,93 |
1,81 |
1,11 |
|
1,07 |
1,00 |
1,17 |
|
|
теплопередачи, Вт/м2∙К |
0,31 |
0,35 |
0,32 |
|
0,33 |
0,35 |
0,35 |
Температура |
при охлаждении |
-12 |
-15 |
-20 |
|
-20 |
-18 |
-20 |
|
в грузовом |
при отоплении |
+12 |
+12 |
+14 |
|
+12 |
+14 |
+14 |
|
помещении |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Продолжительность охлаждения плодо- |
72 |
72 |
60 |
|
60 |
60 |
60 |
||
овощей от 25 до 4°C |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Количество |
основных |
3 |
2 |
2 |
|
2 |
2 |
2 |
|
дизель- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вспомогательных |
- |
- |
1 |
|
1 |
- |
- |
|
генераторов |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5-вагонные секции Брянского машиностроительного завода (БМЗ выпускаются с
1965 года) предназначена для перевозки вкоропортящихся, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от-20 до +14°С при температуре наружного воздуха от +30 до-45°С, а также для охлаждения свежих плодоовощей от +25 до +4°С в течении 60 часов. БМЗ состоит из 4 грузовых вагонов и одного служебного, расположенного в середине секции. Длина грузового вагона 21 м. Кузов грузового вагона цельнометалический, сварной конструкции с несущими гофрированными стенами. Наружная обшивка стен и крыши выполнена из стального гофрированного листа толщиной 2 мм (гофры горизонтальные), внутренняя обшивка стен грузового помещения выполнена из алюминиевых листов толщиной 2
ммс вертикальными гофрами, обшивка потолка – из древесноволокнистых плит толщиной 44 мм. Между наружней и внутренней обшивками стен и крыши находится теплоизоляция из полистерола (ранее из мипоры), снаружи теплоизоляция покрыта водонепроницаемой пленкой. Толщина теплоизоляции в продольных стенах 217 мм, в торцевых 290 мм, в крыше 234 мм. Пол грузового помещения состоит из деревянных брусьев, уложенных поперек хребтовой балки на металлический настил. Между брусьями размещена теплоизоляция толщиной 185 мм в гидроизоляционной пленке. Поверх брусьев укладывается деревянный настил толщиной 45 мм, который покрывается биологически нейтральной резиной толщиной 4 мм. На пол укладываются решетки из алюминиевого сплава, они шарнирно прикреплены к боковым стенам и могут удерживаться в вертикальном положении. В полу имеются два отверстия с гидравлическими затворами, отверстия расположены диагонально и предназначены для слива промывочной воды и конденсата. Для улучшения циркуляции воздуха в вагоне монтируется ложный потолок. Погрузочная дверь одностворчатая прислонного типа высотой 2000
мми шириной 2200 мм.
Вторце каждого грузового вагона размещено машинное отделение, в котором один над другим установлены два компрессионно-конденсационных агрегата, воздухоохладитель и электропечи. Они образуют холодильно-отопительную установку холодопризводитель-
ность которой при перевозке мороженного груза 6600 Вт, при охлаждении плодоовощей 13700 Вт. Теплопередающая поверхность воздушного конденсатора 90 м2, воздухоохладителя 175 м2. Работа холодильной установки и электропечей автоматизирована. Коэффициент теплопередачи 0,3 Вт/м2∙К, через 2 года эксплуатации - 0,35 Вт/м2∙К.
40

Таблица 3.2 – Техническая характеристика универсального рефрижераторного подвижного состава
|
12-вагонная секция |
|
5-вагонная секция завода Дессау |
|
|
Секция БМЗ |
АРВ длиной |
|||||
|
|
ZA-4 |
|
|
ZB-5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Элемент характеристики |
тормозбезВагон - площадкиной |
тормозсВагонплощадкойной |
№Вагоны1, 4, 5 |
№2Вагонсо служебнымпомещением |
№3Вагон дизельс - электростанцией |
Грузовойвагон |
|
дизельсВагонэлектростанцией |
Грузовойвагон |
дизельсВагонэлектростанцией |
м19 |
м21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество грузовых вагонов |
10 / 8 |
- / 2 |
3 |
1 |
1 |
4 |
|
- |
4 |
- |
1 |
1 |
Количество вспомогательных вагонов |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
1 |
- |
1 |
- |
- |
Длина кузова вагона наружная, м |
17,0 |
17,0 |
17,0 |
17,0 |
17,0 |
21,0 |
|
17,0 |
21,0 |
17,0 |
19,0 |
21,0 |
Ширина кузова вагона наружная, м |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,1 |
|
3,1 |
3,1 |
3.1 |
3,1 |
3,1 |
База вагона, м |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
12,0 |
16,0 |
|
12.0 |
16,0 |
12,0 |
14,0 |
16,0 |
Длина грузового помещения, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полная |
16462 |
15702 |
14690 |
9970 |
9970 |
17815 |
|
- |
18600 |
- |
15780 |
17850 |
погрузочная |
15400 |
14645 |
13820 |
9100 |
9100 |
17520 |
|
- |
17650 |
- |
15435 |
17520 |
Ширина грузового помещения, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полная |
2524 |
2524 |
2524 |
2524 |
2524 |
2700 |
|
- |
2580 |
- |
2700 |
2700 |
погрузочная |
2424 |
2424 |
2424 |
2424 |
2424 |
2600 |
|
- |
2500 |
- |
2615 |
2615 |
Высота грузового помещения, мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по боковой стене |
2250 |
2250 |
2255 |
2255 |
2255 |
2354 |
|
- |
2605 |
- |
2665 |
2665 |
по середине вагона |
2910 |
2910 |
2910 |
2910 |
2910 |
2665 |
|
- |
2810 |
- |
2354 |
2354 |
погрузочная |
2090 |
2090 |
2200 |
2200 |
2200 |
2200 |
|
- |
2454 |
- |
22441 |
22441 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2545 |
2545 |
Площадь пола грузового помещения, м2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полная |
41,5 |
39,4 |
37,1 |
25,2 |
25,2 |
48,1 |
|
- |
48,0 |
- |
42,6 |
48,1 |
погрузочная |
37,3 |
35,5 |
33,5 |
22,0 |
22,0 |
45,0 |
|
- |
45,0 |
- |
40,3 |
45,5 |
Объем грузового помещения, м3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полный |
111,9 |
106,7 |
92,0 |
60,6 |
60,6 |
113,0 |
|
- |
136,0 |
- |
102,2 |
- |
погрузочный |
78,0 |
74,2 |
73,7 |
48,4 |
48,4 |
100,0 |
|
- |
108,0 |
- |
88,0 |
100,0 |
Тара вагона в экипированном состоянии, т |
41/39 |
46/45 |
39 |
46 |
54 |
42 |
|
69 |
40 |
66 |
44 |
45 |
Грузоподъемность вагона, т |
41 |
35,5 |
41 |
29 |
26 |
41 |
|
- |
42 |
- |
40 |
39 |
1 Числитель – по стене, знаменатель – посередине вагона.
41

Пятивагонная секция ZB-5 выпускается с 1971 года (1 служебный и 4 грузовых вагона длиной 21 м, компоновка секции аналогична секции БМЗ) предназначена для перевозки скоропортящихся грузов с температурой перевозки от -20 до +14°С (за исключением охлажденного мяса).
Кузов цельнометаллический сварной конструкции. Наружная обшивка из металлического листа с горизонтальными гофрами: толщины в стенке – 1,5 мм; в крыше – 2,5 мм. Изоляция полистерол (толщина в крыше – 250 мм, в стенки – 200 мм, в полу – 140 м). Внутренняя обшивка оцинкованное железо с вертикальными гофрами толщиной 1,5 мм. Рабочий настил пола состоит из 45 мм деревянных досок, уложенных на деревянные брусья. Пол сверху покрыт листами биологически нейтральной резины. Уложенные на резину напольные решетки выдерживают нагрузку от колеса погрузчика (11,76 кН). Двери грузового помещения прислонного типа с высотой проема 2000 мм, шириной проема 2200 мм.
Вкаждом грузовом вагоне имеется грузовое помещение и два машинных отделения, расположенных в разных концах кузова. В каждом машинном отделении установлено по одному дизель-генераторному агрегату и одной холодильно-отопительной установки. В грузовом помещении имеется 4 водостока, также в грузовом помещении располагаются 6 датчи-
ков для измерения и контроля температуры. Коэффициент теплопроводности К=0,32 Вт/м2∙К; через два года эксплуатации К=0,39 Вт/м2∙К.
Автономный рефрижераторный вагон предназначены для завоза продуктов питания в место с потреблением в небольших размерах, а также для вывоза продуктов питания с небольших предприятий пищевой и сельскохозяйственной промышленности. Вагон рассчитан на поддержание температуры в грузовом помещении от +14 до -18°C при температуре наружного воздуха от -45 до +40°C; кроме того АРВ пригоден для охлаждения плодоовощей
с+30 до +4°C в течении 60 часов. Вагоны бывают двух типов: длиной кузова19 м (г.в. до 1968) и длина кузова 21 м (г.в. после 1968). Некоторые АРВ оборудованы крючьями для перевозки охлажденного мяса.
Ввагоне имеется грузовое помещение и два машинных отделения, расположенных в разных концах кузова. В каждом машинном отделении установлено по одному дизельгенераторному агрегату и одной холодильно-отопительной установки. Выпускались также АРВ со служебным помещением (АРВЭ) для обслуживающей бригады из двух человек.
Кузов вагона цельнометаллический, сварной конструкции. Наружная обшивка стен и круши из стального листа 1,5 мм с горизонтальными гофрами, внутренняя из стального оцинкованного железа 2 мм с вертикальными гофрами. Рабочий пол из 40-50 мм досок покрытых сверху листами биологически нейтральной резины, напольные решетки выдерживают нагрузку от колес погрузчика. Дверь одностворчатая прислонного типа, высотой 2000. шириной 2200 мм. Для отвода конденсата и промывочных вод в углах грузового помещения устроены четыре водостока с гидравлическими затворами. В качестве теплоизоляции ис-
пользован полистирол толщиной: стена – 200 мм, крыша 200-250 мм (250 в середине крыши) пол – 140 мм. Средний коэффициент теплопередачи кузова вагона 0,32 Вт/м2К.
Характеристика транспортных компрессоров представлена в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Характеристика транспортных компрессоров
|
одноступенчатые установки |
двухступенчатые установки |
|||||
Показатель |
ZA-5, ZB-5 |
|
БМЗ |
АРВ |
12-ваг секция |
||
|
|
1 ступ |
|
2 ступ |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Тип |
вертикальный |
|
веерообразный |
V-образ |
вертикальный |
||
Холодильный агент |
|
|
Хладон-12 |
|
|
Аммиак |
|
Количество цилиндров |
2 |
|
8 |
4 |
4 |
|
2 |
Диаметр цилиндра, мм |
90 |
|
67,5 |
80 |
120 |
|
90 |
Ход поршня, мм |
90 |
|
50 |
58 |
85 |
|
85 |
Частота вращения вала, об/мин |
710 |
|
960 |
980 |
610 |
|
400 |
Объем описываемый поршня- |
48,6 |
|
82,5 |
68,5 |
140 |
|
47 |
ми, м3/ч |
|
|
|||||
Холодопроизводительность в |
10200 |
|
17000 |
14400 |
|
67700 |
|
стандартных условиях |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
42