2. Теплотехнический расчет рпс

Цель теплотехнического расчета – определить количество тепла, поступающего в грузовое помещение вагона при работе приборов охлаждения и теряемого при отоплении вагона, а также холодопроизводительность установки и мощность приборов отопления.

Общая протяженность L=4064 км

Расчетные температурные параметры определяются на основании имеющихся материалов метеостанции для 1 ч. (ночная температура) и 13 ч (дневная). Эти параметры используются для построения расчетной диаграммы температурного режима, которая является неотъемлемой составной частью графоаналитического метода определения теплового баланса.

В курсовом проекте учитывается, что изотермические вагоны за время груженого рейса находятся не только на участках в пути следования, но и простаивают на станциях, где не прекращается процесс теплообмена. Поэтому, для отражения этих явлений на диаграмме время простоя на станциях добавляется ко времени следования поезда по одному из участков.

На диаграмме вниз от линии направления откладывается:

1. Т - время следования поездов между станциями и простоев на станциях. Принимаю, что на станциях Оренбург, Москва поезд поступает в расформирование. Время простоя составляет 5-11 ч. Остальные станции – проходит транзитом. Время простоя 1-3 ч.

2. τ_i - время отправления с начальной станции и время проследования других станций с учетом простоя на них. По заданию время отправления со станции Ташкент 6 ч.

3. t_i - расчетные температуры с учетом временных и пространственных факторов.

Для каждого расчетного пункта в соответствии со временем проследования определяется расчетная наружная температура. Известно, что перемещение изотермической единицы производится во времени и в пространстве, значит, соответствующим образом меняется температурный режим. Имеющиеся данные позволяют рассчитывать температуру на данный момент и фиксированную точку t_i^н.

Это можно определить по формулам:

В период с 1 до 13 час. включительно:

t_i^н.=t₁^н+(t₁₃^н-t₁^н)/12*(τ_i-1)

в период с 13 до 1 часа включительно:

t_i^н.=t₁₃^н-(t₁₃^н-t₁^н)/12*(τ_i-13)

где τ_i - время, для которого производится расчет;

t₁₃^н-t₁^н - расчетные температуры пунктов, для которых производится расчет.

Понятно, что при следовании по участку вагон находится какое-то время под действием температур одного пункта, а какое-то время под действием температур другого пункта, ограничивающих этот участок.

Точный расчет требует привлечения сложного математического аппарата, поэтому с достаточной точностью используется значение средней температуры между этими соседними пунктами. Для каждого вида теплопоступлений, для условий следования по каждому участку делается расчет и строится кривая как функция времени и места. В дальнейшем все значения кривых суммируются и составляется общая кривая теплопоступлений, которая является конечным результатом настоящего пункта.

4. Δt - данные о разности температур внутри вагона и наружного воздуха на участке

5. Q_i - расчетные данные о теплопритоках на каждом участке следования вагона.

Количество тепла, поступающего в вагон определяется для условий перевозки охлажденного груза (мясо мороженное).

Теплопритоки считаются с учетом времени следования по каждому участку.

На диаграмме вверх от линии направления откладывается t_р - расчетные температуры железнодорожного направления иQ- теплопритоки в квт.

2.1. Расчет теплопритоков

Примем к расчету вагон секции БМЗ-5 с температурой в грузовом помещении –9^ос и в машинном отделении +45^о.

Машинное

Отделение

+45^оС

Грузовое помещение -9оС

Рис. 2.2. Схема грузового вагона БМЗ-5

Q₁ - теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждения кузова:

Q₁=((F₁Δt₁+F₂ Δt₂)к)τ,

где F_1,F₂- соответственно поверхность части наружного ограждения и поверхность перегородок по внутреннему контуру машинного отделения (F₁=180,9 м²,F₂=6,1 м²)

К – коэффициент теплоизоляции, Вт/м²к (к=0,32)

τ– время следования по участку

Δt₁ - разность температур наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении,^ос

Δt₂ - разность температур воздуха в машинном отделении и в грузовом помещении ( Δt₂=45+9=54^ос)

Q₂- теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации:

Q₂=k*F*(A*q/α),