4 курс / uchebno-metodicheskoe_posobie_dlya_vypolnenia_KP_po_razdelu_Perevozka_skoroportyaschikhsya_gruzov

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Ю.А. Евсейчев И.О. Тесленко Е.А. Меженова

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕВОЗОК СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ НА НАПРАВЛЕНИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХЛАДОТРАНСПОРТ И ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ»

НОВОСИБИРСК 2014

УДК 656.225.073.444

Евсейчев Ю.А., Тесленко И.О., Меженова Е.А. Организация перевозок ско-

ропортящихся грузов на направлении: Метод. указ. к выполнению курсовой работы по дисциплине «Хладотранспорт и основы теплотехники». − Новосибирск: Издательство СГУПСа, 2014. − 44 с.

Методические указания содержат порядок выбора изотермического подвижного состава в зависимости от заданного объема грузопотоков, методику выполнения теплотехнического расчета изотермического подвижного состава, метод определения расстояния между пункта экипировки и технология их работы, определения себестоимости перевозки скоропортящихся грузов.

Методические указания предназначены для студентов специальности «Эксплуатация железных дорог» дневной и заочной форм обучения.

Методические указания рассмотрены и утверждены к печати на заседании кафедры «Логистика, коммерческая работы и подвижной состав».

О т в е т с т в е н н ы й р е д а к т о р

канд. техн. наук, доцент. М.В. Корнеев

Р е ц е н з е н т :

доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой», кандидат технических наук В.М. Ушаков

© Евсейчев Ю.А., Тесленко И.О., Меженова Е.А. 2014 © Сибирский государственный университет путей

сообщения, 2014

ВВЕДЕНИЕ

К скоропортящимся (далее – СПГ) относятся грузы, которые в процессе перевозки и хранения требуют защиты от воздействия высоких или низких температур и влажности наружного воздуха. В силу своей подверженности порче понижению качества и естественной убыли они требуют особого подхода к решению технических, технологических, управленческих и экономических вопросов, возникающих на различных стадиях перевозки – от приема груза к перевозке до его выдачи.

Подавляющее большинство станций на сети железных дорог России грузят или выгружают скоропортящиеся грузы. Таким образом, к обслуживанию СПГ в той или иной степени причастны десятки тысяч человек, начиная от работников линейных предприятий и заканчивая аппаратом управления ОАО «РЖД». От их компетенции и квалификации зависит правильность выбора подвижного состава под погрузку СПГ, умение определить качество и транспортабельность груза, правильное размещение и крепление груза в вагоне, в конечном счете, сохранность и рентабельность перевозок. Работники железных дорог, причастных к перевозке СПГ, должны иметь представления об особенностях устройства и обслуживания изотермических и, прежде всего, рефрижераторных вагонов, сферах их возможного и целесообразного использования, особенностях документального оформления перевозки.

Железнодорожный транспорт является основным связующим звеном непрерывной холодильной цепи между потребителями и пунктом заготовки скоропортящейся продукции и постоянно нуждается в дальнейшем совершенствовании технических средств и организации перевозок.

На своевременность и качество доставки большое влияние оказывают:

–качественное состояние и подготовка продукта к перевозке;

–тара и упаковка продукта;

–техническая, термическая и санитарная подготовка вагонов к транспортировке скоропортящегося груза;

–способ размещения груза в вагоне и срок доставки.

Целью курсовой работы по дисциплине «Хладотранспорт и основы теплотехники» является закрепить теоретические знания по организации перевозок скоропортящихся грузов железнодорожным транспортом.

Выполнение курсовой работы способствует приобретению навыков для решения практических задач, связанных с организацией и технологией перевозок скоропортящейся продукции. Выполнение курсовой работы рекомендуется вести в последовательности, указанной в методике, а также необходимо соблюдать требования ПТЭ, приказов ОАО РЖД, Правил перевозок грузов. Во введении необходимо отметить роль и задачи железнодорожного хладотранспорта, сформулировать цель выполнения настоящей работы.

1 ВЫБОР ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБОВ ПЕРЕВОЗКИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ

При определении способов транспортировки заданных скоропортящихся грузов (п. 2.1 задания) необходимо изучить их качественные характеристики и температурные режимы при приеме к перевозке и в пути следования, подобрать необходимый вид тары и упаковки, способы погрузки в вагон и возможную высоту укладки при погрузке.

Описание этих параметров для каждого рода продукции оформляется в виде таблицы 1, на основе данных рекомендуемой литературы [2,3,6]. Так как направление перевозки охватывает несколько железных дорог, то условия в зависимости от климатических зон задает преподаватель.

Таблица 1 – Качественные характеристики груза и вид упаковки

СПГ могут перевозиться в универсальных изотермических вагонах (рефрижераторных, вагонах-термосах, ИВ-термосах), специальных изотермических вагонах (цистерна-термос, вагон-цистерна для вина, цистерна для молока, живорыбный вагон), а также в изотермических и универсальных контейнерах.[Приложение А].

При выборе подвижного состава и способа перевозки необходимо учитывать, приведённую в Приложении А характеристику подвижного состава и следующие факторы:

-род груза, его термическое состояние (низкотемпературный, замороженный, подмороженный, охлажденный, неохлажденный);

-климатический период перевозки (летний, переходный, зимний) на всем маршруте следования;

– возможность поддержание требуемых температурных и влажностных режимов на всем пути следования, (см. таблицу 2);

-дальность и скорость перевозки (большая или грузовая), от которых зависит величина срока доставки;

-предельные сроки перевозки в разных типах подвижного состава, [1];

–плодоовощи перевозить в рефрижераторном подвижном составе только в жесткой таре;

–секции должны загружаться только на одной станции; если суточное количество грузов не обеспечивает загрузки секции или поезда, то разрешается концентрировать погрузку по дням, составляя при этом календарный план погрузки;

-в каждый вагон 5-вагонной секции разрешается погрузка груза с различными температурными режимами обслуживания;

- экономичность и рентабельность перевозки, как с точки зрения перевозчика, так и клиента.

4

Выбор подвижного состава производится с соблюдением следующих условий:

1)для перевозки каждого конкретного груза выбирается только один вид подвижного состава, учитывая при этом возможный температурный режим в грузовом помещении вагона;

2)для перевозки охлажденного мяса можно выбирать только секции БМЗ, для перевозки живой рыбы – живорыбный вагон;

3)количество единиц подвижного состава, предназначенного для перевозки конкретного скоропортящегося груза должно быть минимальным;

4)перегруз или недогруз для выбираемого подвижного состава, в исключительных случаях, разрешается преподавателем.

Технические характеристики рефрижераторного подвижного состава принимается из учебника [2, 3, 6] и Приложения А. Температурные и вентиляционные режимы перевозки скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах представлены в таблице 2.

Таблица 2. Температурный режим и вентилирование скоропортящихся грузов при перевозке в рефрижераторных вагонах

Окончание таблицы 2.

где Qгод - годовой грузопоток скоропортящихся грузов, тыс. т (принимается из задания); - доля данного скоропортящегося груза (из задания); k - коэффициент неравномерности (для заданного вида груза принимается из Приложения Б), предлагается использовать максимальное среднее значение коэффициента для заданного направления; п - число дней в рассматриваемом периоде на заданном направлении перевозок (продолжительность периода определяется для дороги станции назначения согласно [1, 5,стр.92]).

Анализ суточного грузопотока, грузоподъёмности и технической нормы загрузки вагонов с учётом вышеизложенных требований позволит выбрать тип изотермического подвижного состава для перевозки СПГ и определить потребность в единицах подвижного состава для суточного грузопотока по формуле:

где Ртех - техническая норма загрузки принятого к расчёту типа подвижного состава для заданного вида скоропортящейся продукции, принимается по данным Приложения В.

При отсутствии в Приложении В утверждённой технической нормы загрузки она рассчитывается по формуле:

где Fпогр – погрузочная площадь вагона, м2, принимается по работам [2,3,5,6]; hпогр – допустимая высота укладки скоропортящихся грузов в вагоне, м [1]; γ– погрузочная масса скоропортящихся продуктов, т/м3, принимается по данным Приложение Г.

Полученные данные сводятся в таблицу 3.

6

Таблица 3. Результаты выбора подвижного состава

2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Цель теплотехнических расчетов – определить количества тепла (Qобщ), поступающего в грузовое помещение вагона для расчета холодопроизводительности приборов охлаждения и мощности приборов отопления. Исходными данными являются Правила перевозок скоропортящихся грузов [1] и техническая характеристика подвижного состава [2,3,5,6]. Предлагаемые формулы определяют теплопритоки получаемые грузом в течение одного часа (Вт).

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения определяется по формуле:

где Q1 – количества тепла поступающего в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждения кузова вагона, Вт, рассчитывается по формуле:

где Fн, Fв - площадь соответственно наружней и внутренней теплопередающих поверхностей, м2. Необходимые данные для определения наружней и внутренней площади поверхности кузова вагона принимаются по таблице 3.2 [6]; k – коэффициент теплопередачи кузова вагона, Вт/м2∙К. Коэффициент теплопередачи кузова для заданного типа подвижного состава принимается на 20% больше конструктивного, указанного в Приложении А; tн – расчётная температура наружного воздуха, °С, определяется по формуле:

где tср, tmax – соответственно усредненные среднемесячная и максимальная температура в заданный период на направлении перевозки, °С, принимается не менее чем по трём пунктам следования груза (определяется по данным Приложения Д); tв – температуру воздуха внутри грузового помещения вагона при перевозке заданного груза (температура перевозки), °С, принимается в соответствии с Правилами [1] и таблице 2 настоящего указания; Fм – площадь перегородок, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, м2; kм – коэффициент теплопередачи перегородки, отделяющих грузовое помещение вагона от машинного отделения, Вт/м2∙К (Приложение А); tм – температура воздуха в машинном отделении, °С, для 5-вагонных секций tм = tн+5С°, для АРВ tм

= tн+10С°.

7

Q2 - количества тепла поступающего в грузовое помещение вагона от воздействия солнечной радиации рассчитывается по формуле:

где F – наружная поверхность кузова вагона подверженная воздействию солнечной радиации, м2, принимается (0,7…0,8)·Fр; tmax – максимальная температура нагрева наружней поверхности вагона, °С, принимается tmax=40…50°С, Z – продолжительность воздействия солнечной радиации, ч, в летний период принимается равной 10...18 ч, в зависимости от климатической зоны;

Q3 - количества тепла поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона рассчитывается по формуле:

где V – объем воздуха, поступающего в грузовое помещение через неплотности кузова вагона, м3/ч, принимается равным полному объему грузового помещения вагона; ρ – плотность наружного воздуха, кг/м3, принимается равной 1,165 кг/м3; i1, i2 – теплосодержание (энтальпия) наружного и воздуха в грузовом помещении вагона, кДж/кг; 3,6 – коэффициент перевода кДж/ч в Вт.

Теплосодержание наружного воздуха в грузовом помещении при соответствующих температурах принимается по диаграмме I – d (Приложение Е). Теплосодержание (энтальпия) определяется графически: из точки пересечения линии температуры и кривой относительной влажности, проводят прямую линию под углом 45° к осям координат, получаемая точка пересечения этой прямой и кривой влажности 100%, по шкале теплосодержание и дает искомое значение. Влажность воздуха в грузовом помещении вагона принимается 85-90%, а наружного воздуха – 30-45%.

Q4 - количества тепла поступающего в грузовое помещение при вентилировании вагона рассчитывается по формуле:

где n – кратность вентилирования, объем/ч, принимается равной 3-4; V – полный объем грузового помещения вагона, м3; 1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м3; r – теплота конденсации водного пара из наружного воздуха, кДж/ч, принимаем: для температуры перевозки выше 0°С – 2,55 кДж/ч, ниже 0°С – 2,89 кДж/ч; φ1, φ2 – относительная влажность воздуха поступившего в вагон и выходящего из него (доли единицы), φ1 принимаем равной 0,35-0,65, φ2 равной 0,80-0,95; g1, g2 - абсолютная влажность воздуха поступившего в вагон и выходящего из него, г/м3.

Q5 - количества тепла поступающего в вагон эквивалентное работе вентиляторов в грузовом помещении рассчитывается по формуле:

где N – мощность электродвигателей вентиляторов, кВт, принимается от 1,5 до 2 кВт; nв – число электродвигателей вентиляторов – 4 шт.; ηэ – КПД электродвигателей, принимаем КПД равным 0,8-0,9; τв – продолжительность работы

8

электродвигателей в сутки, ч, принимаем равной 5-9 час.

Q6 - количества тепла поступающего в грузовое помещение от перевозимого груза и тары при охлаждении в вагоне рассчитывается по формуле:

где Gг, Gт – масса груза и тары, кг, масса груза принимается равной Ртех одного вагона, масса тары составляет для деревянной 10 - 15%, картонной 5% от Ртех; сг, ст – теплоемкость груза и тары, кДж/кг∙К, теплоёмкость груза определяется но данным Приложения Ж, для картона теплоёмкость принимается равная 1,1 кДж/кг·К, для дерева – 2,5 кДж/кг·К; tн, tк – начальная (наружного воздуха) и конечная (перевозки) температура груза и тары, С°; τв – продолжительность охлаждения, ч, принимается по данным Приложения А; qб – биологическое тепло, выделяемое плодоовощами, кДж/т∙ч, принимается по данным таблицы

1.9[6].

Взависимости от вида скоропортящегося груза и периода перевозки подсчитываются теплопритоки или холодопритоки поступающие в вагон.

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения:

необходимо так же учитывать, что, если секция имеет центральную холодильную установку (12-вагонная секция), то общее количество тепла, отводимое через поверхность приборов охлаждения, рассчитывается по формуле:

где п – количество вагонов имеющих грузовое помещение; Qмс - тепловые потери в межвагонных соединениях, приближенно Qмс = 0,1Q1; пмс – количество межвагонных соединений.

После определения теплопритоков необходимо рассчитать потребную холодопроизводительность компрессора, которая зависит от температуры кипения, конденсации всасываемых паров и переохлаждения холодильного агента (фреона, аммиака). Потребная рабочая часовая холодопроизводительность компрессора при заданном режиме работы холодильной установки для выработки холода (в сутки 2 часа затрачивается на выполнения технического обслуживания холодильной машины), необходимого для обеспечения сохранности качества груза, может быть определена по формуле:

где 22 – количество часов работы компрессора.

Для того, чтобы сделать вывод о достаточности установленного компрессора и коэффициенте его использования, необходимо провести сравнение потребной холодопроизводительности компрессора с фактической.

Холодопроизводительность и потребляемая мощность установки зависит от температур: кипения, конденсации, всасывания, переохлаждения. Для всех выпускаемых хладагентов указанные температуры оговариваются в нормативной документации. Фактическая холодопроизводительность любой хо-

9

лодильной установки определяется для стандартных температур работы холодильной машины. Перевод потребной рабочей холодопроизводительности компрессора в стандартную осуществляется по формуле:

где qvcт, qvр – объемная холодопроизводительность при рабочих и стандартных условиях, принимается по Приложению И в зависимости от значения температур кипения хладагента – to и переохлаждения – tп (см. таблицу 4); λcт , λр – коэффициенты подачи при рабочих и стандартных, определяются по таблице 5, в зависимости от отношения давления в конденсаторе – Рк к давлению в испарителе – Ро. Отношения Рк/Ро в зависимости от температурных режимов работы холодильной установки представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Температурные условия работы холодильной установки

Примечание: С – стандартные условия; Р – рабочие условия; tт – температура при перевозке.

Таблица 5 – Значение коэффициента подачи

10