ный вентилятор 7 с электродвигателем 8 мощностью 1,7 кВт; испаритель 10, водяной калорифер 11 с патрубками 1, электрический калорифер 12 с нагревательными элементами 13 и плавким предохранителем от перегрева воздуха свыше 70 °С.

Внизу воздухоохладитель снабжен поддоном 3 для сбора конденсата влаги, выделяющегося из охлаждаемого воздуха. Сверху на кожухе предусмотрены два рымболта 4 для монтажа и демонтажа воздухоохладителя краном, так как он имеет массу 141,5 кг.

Состоитвоздухоохладительиздвухсекцийзмеевиков5, расположенныхвшахматномпорядкеиобразующихдесять«этажей» по10—12 трубоквкаждомгоризонтальномряду. Подводжидкогохладагентаввоздухоохладительосуществляетсяпотрубе14, аотвод— потрубе15. Подачу жидкого хладагента в змеевики осуществляет распределитель 6, а дозировкуподачиагента— ТРВ, термочувствительныйпатрон2 которого плотно прикреплен к трубе. С улиткой вентилятора воздухоохладительсоединенпосредствоммягкойгармоники9.

Общая площадь поверхности теплопередачи воздухоохладителя, состоящего из 110 трубок, — 100 м2, что обеспечивает охлаждение поступающего с улицы воздуха более чем на 10 °С.

2.3.7. Характерные неисправности теплообменных аппаратов

Характерные дефекты конденсаторов хладоновых холодильных машин: износ и протирание трубопроводов и труб аппаратов в местах их соприкасания с конструкционными несущими элементами, утечки хладагента по калачам и соединениям, а также образование плотныхтрудноудаляемыхотложенийвнутритруб. Последнееобъясняется применением недостаточно чистых хладагентов, смазочных масел и уплотнительно-прокладочных материалов, а также наличием нежелательно уносимых хладагентом примесей в цеолите, которым заполняют фильтры-осушители холодильных машин.

Втеплообменныхаппаратаххладоновыхустановокнаблюдаются явления частичной внешней коррозии труб. Это объясняется эксплуатацией вагонов в различных климатических зонах, в том числе на участках дорог в районах с развитой нефтехимической промышленностью, а также на подъездных путях морских портов и на паромных переправах.

172

У некоторых холодильных машин выпуск воздуха из системы осуществляется ослаблением крепежных болтов фланца конденсатора. При повторных затяжках болтов прокладки утрачивают упругость и начинают пропускать хладагент. Замена прокладок приводит к потере части хладагента и необходимости вакуумирования установки перед дозаправкой.

2.3.8. Расчет испарителей

Тепловой расчет испарителей, так же как и конденсаторов, состоит в определении площади теплопередающей поверхности Fи, обеспечивающей снятие тепловой нагрузки испарителя Q0, т.е. реализациюхолодопроизводительностимашины. Дляиспарителей-воз- духоохладителей коэффициент теплоотдачи отстенки кхладагенту (хладону) при пузырьковом режиме его кипения, характерном для процесса испарения в холодильных машинах при малых плотностях теплового потока qи = Q0/Fи, определяют по формуле:

где ρ — плотность жидкого хладагента, кг/м3; w — скорость течения хладагента, w = 0,05 ÷ 0,5 м/с.

Коэффициент С и показатель степени п зависят от типа хладагента: дляR12 С= 23,4, адляR22 С= 32,0; показательстепениn для обоих хладагентов равен 0,47.

При более высоком уровне qи коэффициент теплоотдачи определяют в виде

гдеdэкв — эквивалентныйдиаметрканала, м(длятрубы— внутренний диаметр dвн).

Значение коэффициента А, зависящего от температуры кипения хладагента, приведено в табл. 2.12.

Таблица 2.12

173

Средние значения коэффициента теплоотдачи при кипении хладонов составляют 1500—2000 Вт/(м2·К).

Особенностьработыирасчетаиспарителей-воздухоохладителей связана с характером процесса тепломассообмена при охлаждении влажного воздуха. В этом случае конденсация влаги из охлаждаемоговоздухаприводитквыпадениюиосаждениюнанаружнойтеплопередающейповерхностииспарителяинея(«снеговаяшуба»), что существенно ухудшает процесс теплопередачи.

Коэффициент теплоотдачи от влажного воздуха к стенке оребреннойповерхноститрубногопучка, учитывающийвыделениевлаги в процессе охлаждения, определяют по формуле:

где αв — коэффициент теплоотдачи для сухого воздуха; ξ — коэффициент влаговыделения при конденсации влаги.

Коэффициент теплоотдачи для сухого воздуха для испарителей воздухоохладителейтранспортныххолодильныхустановоксостав-

ляет 30—50 Вт/(м2·К).

Коэффициентвлаговыделенияпритемпературенаружнойповерхности испарителя tн находят в виде

где t1 — начальная температура охлаждаемого воздуха, °С; d1 — влагосодержание, кг влаги/ кг сухого воздуха; dн — влагосодержание охлаждаемого воздуха при температуре tн, кг влаги/ кг сухого воздуха; χ — коэффициент, зависящий от tн (при tн > 0 °С; χ = 2500;

при tн < 0 °С; χ = 2835).

Приопределениикоэффициентатеплопередачииспарителя-воз- духоохладителянеобходимоучитыватьтермическоесопротивление теплопроводности слоя инея Rин = δинλин. Толщина слоя, зависящая от условий работы испарителя (от характера охлаждаемого груза, еготепловлажностногорежимаипараметровнаружноговоздуха), не должна превышать 5—6 мм. Коэффициент теплопроводности слоя инея при начальной относительной влажности воздуха 70—80 %, скорости его движения 4—6 м/с и частых оттаиваниях принимают равным 0,15 Вт/(м·К).

174

Помимоувеличения термического сопротивления теплопроводности, слойинеяухудшаетэффективностьоребрениянаружнойповерхнос- тииспарителя-воздухоохладителя. Вэтомслучаепараметрт, определяющийкоэффициентэффективностиребра, находятпоформуле:

Средниезначениякоэффициентатеплопередачидляиспарителейвоздухоохладителей холодильных машин, работающих на R12 или R22, причистойнаружнойповерхностисоставляют20—35 Вт/(м2·К).

Гидромеханический расчёт испарителей, как и конденсаторов, состоит в определении потерь давления (сопротивлений) при движении хладагента, или охлаждающего воздуха, а также необходимой мощности вентиляторов охлаждающего воздуха.

Пример. Рассчитать поверхность хладонового воздухоохладителяхолодильнойустановкирефрижераторноговагонаприполнойнагрузкеQ0 = 14 кВтдлярежимаперевозкимороженыхгрузов(темпера- туравоздухавгрузовомпомещении–20 °С). РасходвоздухачерезвоздухоохладительзаданV=10000 м3/ч. Посправочнымданным, присредней температуре воздуха –20 °С плотность его ρ =1,39 кг/м3, удельная теплоемкость ср= 1,005 кДж/(кг·К).

Охлаждение воздуха в воздухоохладителе

Расчетную температуру воздуха на входе в воздухоохладитель принимаемt1 = –19 °С. Тогдатемпературавоздуханавыходеt2 = – 22,6 °С. Расчетная температура кипения хладона R12 в воздухоохладителе принята t0 = –26 °С.

Среднелогарифмическаяразностьтемпературвоздухаикипящего хладагента

175