Книга Вальт ЖД Хладотранспорт

тёл с разводящей сетью трубопроводов. В вагоне имеется служебное помещение для проводника, в нём размещены хозяйственные и санитарные приспособления и устройства.

Для перевозки живой товарной рыбы и рыбопосадочного материала используются вагоны В-20 с ледяной системой охлаждения, АРВ-329 и рефрижераторные 2-вагонные секции постройки БМЗ. Несмотря на то, что строительство вагонов В-20 прекращено, в связи с появлением более совершенных вагонов с машинным охлаждением, пока это основной тип подвижного состава, обеспечивающий перевозку основной массы товарной рыбы и рыбопосадочного материала.

В рефрижераторный вагон АРВ-329 (рис. 4.14) при плотности посадки 1:1.5 (отношение количества загруженной рыбы к количеству воды) загружают около 12 т рыбы. Его тара в экипированном состоянии, но без воды 55 т, масса брутто 84 т, наружные размеры кузова – 21000*3100*3425 мм. Дверной проем 2000*2000 мм. Объём резервуаров для рыбы - 28.8 м3. Расчетная температура воды +40С. В конструкции ограждения включена теплоизоляция из пенополистирола, толщина которой в стенах и крыше 200 мм, в полу -180 мм.

Электроснабжение специального оборудования осуществляется от двух дизель-генераторных установок. Холодильная установка двухступенчатая, её холодопроизводительность рассчитана на охлаждение загружаемой рыбы за 48 часов.

Жизнеобеспечение перевозимой рыбы поддерживается системой аэрации и циркуляции воды. Система аэрации состоит из двух центробежных насосов производительностью 54 м3/час, с электродвигателями мощностью 7 кВт и двух четырехступенчатых инжекторов. Циркуляцию

201

воды обеспечивает насос подачей 30 м3/час, с приводом от электродвигателя 1.5 кВт.

4.6. Вагоны – термосы

Вагон-термос, предназначенный для перевозки термически обработанных грузов, не выделяющих тепла дыхания, может эксплуатироваться в диапазоне температур наружного воздуха от +50 до -500С. Допускаемый срок перевозки зависит от исходной температуры груза, а также от температуры наружного воздуха. Объём грузового помещения - 126 м3 (при высоте штабелирования 2,6 м), тара вагона - 33,5 т, грузоподъёмность - 60 т.

Стены, пол и двери вагона выполнены в конструкции “сендвич”, а крыша облегчённой стальной конструкции. В качестве теплоизоляции используется пенистый твердый полиуретан. Толщина изоляции составляет 200 мм (боковые, торцевые стены и крыша), пол - 188 мм. Коэффициент теплопередачи 0.2 Вт/м2 0К.

По диагонали пола грузового помещения вагона предусмотрены два устройства удаления промывочных вод с гидрозатворами. Напольные решётки вагона изготовлены из оцинкованных стальных конструкций, допускающих нагрузку от колёс до 1.8 т. Грузовое помещение выполнено герметично (снижение избыточного давления со 130 до 70 Па происходит не более, чем за 6 мин.). Двери проёмом 2700*2300 мм.

В последнее время грузовые вагоны 5-и вагонных секций и АРВ разоборудываются, им дано название «ИВ-Термос», и они используются для перевозки наряду с вагон-термосами.

202

4.7. Теплотехнический расчет изотермического вагона

Цель теплотехнического расчёта – 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. В исходных условиях расчёта указаны: тип вагона (габарит, длина), расчётные температуры наружного воздуха и внутри грузового помещения, наименование перевозимого груза, кратность вентилирования и продолжительность охлаждения груза, средний коэффициент теплопередачи кузова вагона.

Теплопритоки в грузовом помещении вагона определяются для режимов перевозки мороженых грузов, охлаждённых плодоовощей, неохлаждённых плодоовощей и перевозки с отоплением. Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения (холодопроизводительность установки), составляет:

Q0 =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 .

Теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждения кузова:

Q1 =Kн Fн (tн−tв)+Kм Fм (tм−tв),

где Kн,Fн– соответственно коэффициент теплопередачи Вт/м2 0К и поверхность части наружного ограждения, м2;

tн,tв,tм– температура наружного воздуха, воздуха в грузовом

203

помещении и в машинном отделении, 0С;

Kм,Fм– соответственно коэффициент теплопередачи, Вт/м2 0К и поверхность перегородок по внутреннему контуру машинного отделения, м2.

Если у вагона нет машинного отделения, то второй член у этой формулы опускается.

Теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации:

Q2 =K F Aαq ,

где F – наружная теплопередающая поверхность облучаемой части ограждения кузова, м2, принимают 30-40 % наружной поверхности;

A – коэффициент поглощения солнечных лучей, в среднем принимают 0,7;

q – среднесуточная интенсивность солнечного облучения, в

среднем принимают 200 Вт/м2 0К;

α- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, принимают 33 Вт/м2 0К.

Теплопритоки через неплотности в дверях, люках и т.д.:

Q3 =V3.6ρ (i1 −i2 ),

где V – объём воздуха, поступающего через неплотности, м3/час; ρ - плотность наружного воздуха, кг/м3;

204

i1,i2 – теплосодержание воздуха наружного и в грузовом поме-

щении вагона, кДж/кг (принимается по диаграмме d-i). Теплоприток от действия солнечной радиации и через неплотности

кузова вагона вместе приближенно можно принять равным 0,35Q1. Теплоприток при вентилировании вагона:

Q4 =n3V.6В [1.3 (tн−tв)+r (ϕ1 q1 −ϕ2 q2 )],

где n – кратность вентилирования, объём/час; VB – объём воздуха, подлежащего замене, м3;

1.3– теплоёмкость воздуха, кДж/м3; ϕ1,ϕ2 – относительная влажность воздуха, поступающего в вагон

и выходящего из него (доли единицы);

q1,q2 – максимально-возможная влажность поступающего в ва-

гон и выходящего из него воздуха, г/м3;

r – теплота конденсации водяного пара из наружного воздуха (для температур выше 00С – 2,55 кДж/г и ниже 00С – 2,89 кДж/г).

Теплоприток, эквивалентный работе вентиляторов в грузовом помещении вагона:

Q5 =1000 N n η 24τ ,

где N – мощность электродвигателя вентилятора, кВт;

n– число электродвигателей;

η- КПД электродвигателей, 0,85-0,95;

205

τ- продолжительность работы электродвигателя, принимается 5-9 часов в сутки.

Теплопритоки от перевозимого груза и тары при охлаждении в ваго-

не:

где Gгр,Gт – масса груза и тары, кг;

Cгр,Ст – теплоёмкость груза и тары (для плодоовощей 3,25 и для

деревянной тары 2,5 кДж/кг);

tн,tк – начальная и конечная температуры груза и тары, 0С;

Z – продолжительность охлаждения, согласно Правил перевозок грузов, это время составляет 60-70 часов;

qб – биологическое тепло, выделяемое плодоовощами, кДж/т час.

Все шесть теплопритоков практически никогда не действуют одновременно. Например, при перевозке мороженых грузов вагон подается под погрузку термически подготовленным и в пути следования не вентилируется. Следовательно, в тепловых расчётах не надо учитывать Q4 и Q6.

Обычно тепловой расчёт вагона делают на два режима перевозки: для перевозки мороженных грузов и для перевозки неохлаждённых плодоовощей. Компрессоры и теплообменные аппараты холодильных установок подбирают и рассчитывают по холодопроизводительности брутто, т.е. с увеличением расчетных значений на 5-15% на потери в аппаратах, удаление снеговой шубы и т.д.

206

Теплопритоки вагона в холодное время при перевозке груза с отоплением представляют собой:

Qот =Q1 +Q3 +Q4 −Q5 .

Расчёт членов этой формулы приведен выше. Необходимая мощность электропечей:

Nэ = Qотη,

1000

где η - КПД электроподогрева = 0,83.

4.8. Изотермические контейнеры

Изотермические контейнеры – наиболее эффективное транспортное средство для перевозки скоропортящихся грузов. Они могут быть со специальным холодильно-отопительным устройством и без него. В последнем варианте воздействию внешней среды на перевозимые грузы препятствует тепловая изоляция. В этом случае транспортное средство используется как термос.

За рубежом распространены изотермические контейнеры, охлаждаемые навесными или встроенными холодильно-отопительными агрегатами. Масса брутто контейнера колеблется от 5 до 30 т. Характерно, что высота и ширина всех контейнеров, стандартизированных международной организацией по стандартизации ИСО, равна 2438 мм (8 футов). Крупнотоннажные контейнеры, специализированные для перевозки пищевых продуктов, классифицируют по наличию источников холода, по типу применяемой системы охлаждения или отопления. В соответствии с

207

требованиями ИСО контейнеры проектируют для эксплуатации при наружных температурах от +45 до - 450С. Система охлаждения (отопления) должна сохранять работоспособность при наружных температурах от +55 до -550С и атмосферном давлении от 86.5 до 107.0 кПа.

Характерной особенностью таких контейнеров является то, что они унифицированы по внешним и присоединительным параметрам с крупнотоннажными контейнерами общего назначения.

Холодоснабжение крупнотоннажных изотермических контейнеров может осуществляться от машинной холодильной установки (чаще фреоновой), установкой с жидким азотом или сухим льдом.

Машинным охлаждением оснащено около 90% парка контейнеров. К числу важных преимуществ такого охлаждения следует отнести универсальность, автономность и экономичность. Его недостаток – сложность и низкая надёжность. Самым ненадёжным элементом системы является дизель-генератор. Поэтому в некоторых конструкциях его не устанавливают. Источники питания в этих случаях установлены на транспортных средствах (судах, железнодорожных вагонах, автотягачах), контейнерных пунктах и грузовых фронтах.

Относительная простота, высокая надёжность, возможность быстрого понижения температуры груза и воздуха в грузовом помещении, незначительная естественная убыль являются отличительными особенностями жидкоазотной и сухолёдной систем охлаждения.

Компоновка специального оборудования в машинном отсеке контейнера, созданного фирмой “Ниссан” (Япония), показана на рис. 4.15. Полезный внутренний объем контейнеров многих зарубежных фирм массой брутто 20 т составляют 0,75 от наружного. Объём грузового помещения составляет 23-26 м3, наружные габаритные размеры -

208

2438*2438*6055 мм. В качестве теплоизоляционных материалов в современных конструкциях используют пенополиуретан с коэффициентом теплопроводности 0.016 - 0.020 Вт/м2 0К. Толщина слоя пенополиуретана составляет 7-100 мм.

Дверные проёмы герметизированы двумя, а иногда и тремя уплотнениями из термостойкой резины специального профиля. Запорные дверные устройства чаще всего натяжного действия. Они должны быть устойчивы к вибрационной нагрузке и нагрузке от возможного перемещения груза. По конструкции - двери двухстворчатые с углом поворота до

2700С.

Настил пола выполняется из плит алюминия с выступами Т- образного сечения. Воздухораздача в изотермических контейнерах может быть верхней или нижней. В контейнерах некоторых типов установлены приспособления для перевозки мяса подвесом. Транспортируют такие контейнеры на специальном подвижном составе, платформах, автомобилях, судах-контейнеровозах, а перерабатывают мощными средствами механизации. В портах крупнотоннажные контейнеры обрабатывают на специально выделенных и технически оснащённых причалах-терминалах.

В нашей стране разработана техническая документация на рефрижераторные контейнеры нескольких типов. Они соответствуют размерам крупнотоннажных контейнеров.

209

Рис. 4.14. Вагон для перевозки живой рыбы 1 – дизельное помещение; 2 – аппаратная; 3 – щитовое отделение; 4 – гру-

зовое отделение; 5 – коридор; 6 – служебное помещение; 7 – туалет

Рис. 4.15. Рефрижераторный контейнер 1 – холодильная установка; 2 – дизель-генератор; 3 – воздушный конден-

сатор; 4 – несущий каркас из металлических профилей, имеющий наружную и внутреннюю обшивку и теплоизоляцию

210