Міністерство транспорту та зв’язку України

Державний економіко-технологічний університет транспорту

Кафедра «Вагони»

ВАГОН ВАНТАЖНИЙ РЕФРИЖЕРАТОРНОЇ СЕКЦІЇ

Курсова робота з дисципліни «Енергохолодильні системи вагонів та їхнє технічне обслуговування»

ЕХСР – 04706.00.00.00 ПЗ

Керівник: доцент

В.М.Іщенко

«____» ________2009р.

Розробив: студент

І.І. Настич

Група 4-В

«____» _______2009 р.

2009

Міністерство транспорту та зв’язку України

Державний економіко-технологічний університет транспорту

Кафедра «Вагони»

ВАГОН ВАНТАЖНИЙ РЕФРИЖЕРАТОРНОЇ СЕКЦІЇ

Курсова робота з дисципліни «Енергохолодильні системи вагонів та їхнє технічне обслуговування»

Пояснювальна записка

ЕХСР – 04706.00.00.00 ПЗ

Керівник: доцент

В.М.Іщенко

«____» ________2009 р.

Розробив: студент

І.І. Настич

Група 4-В

«____» _______2009 р.

2009

ЗМІСТ

Вступ

1. Визначення площі теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагону

2. Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огородження кузова вагону

3. Теплотехнічний розрахунок вагону та визначення холодопродуктивності холодильної машини

4. Опис прийнятої схеми холодильної машини та системи охолодження

5. Побудова в I-d діаграмі процесів обробки повітря в системі охолодження

6. Побудова в Іg р-і діаграмі циклу холодильної машини та його розрахунок

7. Визначення об’ємних коефіцієнтів поршневого компресора

8. Розрахунок основних параметрів поршневого компресора (діаметра

циліндра та ходу поршня)

9. Визначення енергетичних коефіцієнтів та потужності, що споживається компресором

10. Розрахунок трубопроводів

11. Індивідуальне завдання (елемент для розрахунку і конструювання)

12. Основні вимоги охорони праці та техніки безпеки при експлуатації холодильної установки

Висновки

Список використаної літератури

ВСТУП

Холодильна техніка широко застосовується на залізничному транспорті. Транспортні холодильні системи використовуються в рефрижераторних ваго­нах, вагонах-ресторанах, в контейнерах для перевезення швидкопсувних ван­тажів в системах кондиціювання повітря пасажирських вагонів та кабінах керу­вання локомотивів.

Для холодильної техніки залізничного транспорту характерні надійна ро­бота в умовах руху у різних кліматичних зонах, мала маса та габарити, високий рівень автоматизації роботи обладнання та малі експлуатаційні витрати.

Студенти спеціальності 8.100501 "Рухомий склад та спеціальна техніка залізничного транспорту" (Виробництво, експлуатація та ремонт вагонів) усіх форм навчання при вивченні дисципліни "Енергохолодильні системи вагонів та їх технічне обслуговування" виконують курсову роботу по розрахунку та прое­ктуванню системи охолодження рефрижераторного вагона або системи охоло­дження установки кондиціювання повітря пасажирського вагона.

Виконання курсової роботи, яке спрямоване на закріплення і конкретизацію теоретичних знань з дисципліни­, розвиває навики користування спеціальною літературою та технічною до­кументацією, надає досвід для вирішення інженерних питань майбутній спеціа­льності.

Метою виконання курсової роботи є придбання навичок розрахунку ос­новних характеристик енергохолодильних систем вагонів та проектування ос­новних вузлів та апаратів холодильної машини.

Особливу увагу в процесі проектування приділяємо аналізу сучасних конструкцій ізотермічних та пасажирських вагонів з кондиціюванням повітря, останнім досягненням науки і техніки у цій галузі та розробці на цій основі вуз­лів, що можуть бути рекомендовані до практичного впровадження при будів­ництві, модернізації, ремонті та експлуатації ізотермічних і пасажирських ваго­нів.

При виконанні курсової роботи враховуємо, що конструкція енергохолодильного обладнання, яке розробляється, повинно відповідати екологічним вимогам, базуватися на сучасних методах розрахунку та конструюванні, а також з урахуванням досягнень передових вагонних депо та заводів, які використовують сучасні технологічні процеси ремонту та модернізації обладнання вагонів.

Курсова робота складається з пояснювальної записки і графічної частини.

Пояснювальна записка містить дві частини: загальну частину та індивідуальне завдання.

В загальній частині виконуються розрахунки теплотехнічних характеристик огорожі кузова вагона, тепло надходжень до приміщення, що охолоджуються, визначається холодопродуктивність холодильної машини, будуються в i-d діаграмі процес обробки повітря у прийнятої системи охолодження, в lg p-I діаграмі холодоагенту будується цикл холодильної машини та виконується розрахунок циклу. Розробляються основні положення охорони праці та техніки безпеки при експлуатації холодильного обладнання.

Індивідуальне завдання передбачає використання теплотехнічного розрахунку теплообмінного апарату холодильної машини.

Графічна частина курсової роботи складається з двох аркушів креслення формату А-2.

1. Визначення площі теплопередавальних поверхонь огородження кузова вагона.

Площа теплопередавальних поверхонь огороження кузова вагона визначаєть­ся згідно з геометричними розмірами та плануванням вагона.

Розрахунок виконуємо згідно літератури

Рисунок 1.1 - Поперечний переріз вагона

Кут α, що обмежує дугу даху, визначається конструктивними параметрами за формулою,град:

=arcsin∙,(1.1)

де В - зовнішня ширина кузова вагона, м;

R - радіус даху у середній частині, м;

r - радіус даху у бічних стін, м.

= arcsin∙ =31°51’

Площа теплопередавальних поверхонь підлоги вантажного рефрижераторного вагона визначається, не враховуючи площу підлоги машинних відділень.

Визначаємо площу підлоги, м² :

F_n =В∙L₁ , (1.2)

де L₁ - довжина кузова вагона, не враховуючи довжину машинних відділень, м.

L₁=21-1,86=19,14 м.

F_n = 3,1∙19.4=59,33 м²

Планування вантажного вагона рефрижераторної секції.

Рисунок 1.2 – Схема планування вантажного вагона рефрижераторної секції.

Площа тепло передавальних поверхонь бічних стін рефрижераторного ва­гона визначається за формулою,м² :

F_6c = 2H ∙L_1, , (1.3)

де Н – висота бічної стіни зовні, м.

F_6c = 2∙2,28∙19.14=107,18 м²_.

Площа теплопередавальних поверхонь даху знаходиться за формулою, м² :

(1.4)

м²

Площа тепло передавальних поверхонь торцевих стін знаходиться за формулою, м² :

F_mc = 2∙ [B∙H + + -- r∙(R-r) ], (1.5)

F_mc = 2∙ [3,1∙2,8 + + -∙(2,6-0,4) ]=20,8 м²

Сумарна площа теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона, м² :

F_cyм = F_n + F_6c + F_o + F _mc , (1.6)

F_cyм = 59,33+107,18+70,33+20,8=257,65 м² .

2.Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огородження кузова вагону

Основним показником теплотехнічної якості кузова вагона є коефіцієнт теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі багатошарової плоскої стінки, Вт/м²К:

, (2.1)

де а_з - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до зовнішньої

поверхні стінки, ;

- товщина і-го шару стінки, м;

- коефіцієнт теплопровідності і-го шару стінки, ;

а _B - коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні стінки до

повітря в середині приміщення вагона, .

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до зовнішньої поверхні стінки вагона знаходиться за формулою, :

, (2.2)

де υ - швидкість поїзда, υ =33,3 м/с;

L - довжина кузова вагона, м.

.

Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні стінки до повітря в се­редині приміщення рефрижераторного вагона в курсовій роботі приймаємо[1]:

для підлоги - а _B = 6,0 ;

для решти огорож - а _B = 7,0 .

Підлога, стінки, дах кузова вагона містять елементи, які в своєму складі містять балки, стійки. Ці ділянки в огородженні кузова вагона утворюють теплові містки , через які проходить підвищена кількість теплоти. Враховуючи теплові містки, в ділянках огородження кузова вагона зведений коефіцієнт теплопередачі кузова вагона визначаємо за формулою

Визначаємо будову хара­ктерного поперечного перерізу елементів огородження кузова вагона (підлоги, біч­них стін, даху, торцевих стін).

Рисунок 2.1. – Переріз підлоги

Таблиця 2.1 – Матеріали шару підлоги та його характеристика

Позиція	Матеріал	Товщина ,м	Коеф.теплопровідн. ,Вт/м2 К
1.	Гума	0,0045	0,18
2.	Дошка	0,045	0,35
3.	Пінополістирол	0,17	0,035
4.	Мастика №579	0,00085	0,23
5.	Сталевий лист	0.002	58,0

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі підлоги кузова вагона, Вт/м² К :

К₁ ==0,1912.

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі бічної і торцевої стінки.

Рисунок 2.2. – Переріз бічної і торцевої стінки

Таблиця 2.2 – Матеріали шару бічної і торцевої стінки і їх характеристики

№ Позиції	Матеріал	Товщина, , м	Коеф.теплопров., ,Вт/м К
1.	Алюмінієвий лист	0,002	143,0
2.	Пінополістирол	0,19	0,035
3.	Сталевий лист	0,001	58,0

К ₂=Вт/м² К

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі даху.

Рисунок 2.3 – Переріз даху

Таблиця 2.3 – Матеріали шару даху і їх характеристики

№ Позиції	Матеріал	Товщина, ,м	Коеф.теплопров., ,Вт/м К
1.	Алюмінієвий лист	0,002	143,0
2.	Пінополістирол	0,19	0,035
3.	Сталевий лист	0,001	58,0

К ₂=Вт/м² К

Зведений коефіцієнт теплопередачі огородження кузова вагона, Вт/м² К:

, (2.3)

де - коефіцієнти теплопередачі і-го елемента огородження кузова вагона ;

- площа і-го елемента огородження кузова вагона, м².

K_зв = = 0,182Вт/м²

Підлога, стіни, дах вагона мають теплові містки, які утворені балками, стійками, тому розрахунковий зведений коефіцієнт теплопередачі огородження кузова вагона складає, Вт/м²К:

, (2.4)

Вт/м² К.

Розрахунковий зведений коефіцієнт теплопередачі огорожі кузова вантажного рефрижераторного вагон не перевищує норми ГОСТ, що дорівнює 0,33 Вт/м² К.