4 Расчёт толщины теплоизоляции ограждения

Определим минимальную толщину потребного изоляционного слоя в ограждении по формуле

,

(14)

где		,	-	коэффициент теплопроводности для изоляционного слоя и i-го слоя соответсвтенно, ;
			-	коэффициент теплопередачи отдельного элемента ограждения кузова, ;
			-	толщина i-го слоя материала, составляющих ограждающую конструкцию, м;
			-	коэффициент теплопередачи, для стен и крыши кузова вагона принимают - 8.7, для пола - 5.8 ;
			-	коэффициент теплопередачи, рассчитывается по формуле.

,

(15)

где		,	-	коэффициент радиационного теплообмена, принимаем из условия для зимнего периода равным 4.6;
			-	скорость движения вагона, принимаем равным 100;
			-	длина омываемой воздухом поверхности, м;

Изоляционная конструкция должна обеспечивать непрерывность как теплоизоляционного, так и пароизоляционных слоёв по всей поверхности охлаждаемо го помещения рефрижераторного вагона.

Ограждение кузова рассматривают как многослойную стену, покажем на рисунки 3 все слои

1 - сталь, , м; 2 - битум, м;

3 - теплоизоляции ,; 4 - пароизоляция, м;

5 - плита столярная , м; 6 - пластик, м

Рисунок 3 - Ограждения кузова

Рассчитаем коэффициент теплопередачи для пола, боковой стены и крыши по формуле 15

.

Для торцевой стены используя формулу 15 получим

.

Тогда минимальную толщину потребного изоляционного слоя для пола, боковой и торцевой стен, крыши найдём из формулы 14

м;

м;

м;

м.

5 Теплотехнический расчёт кузова вагона и определение потребной холодопроизводительности холодильной машины для обеспечения заданных условий перевозки

Подбор холодильного оборудования и отопительных приборов рефрижераторного подвижного состава производится на основании данных теплотехнического расчёта, учитывающего все теплопритоки и теплопотери, которые могут повлиять на изменение температуры внутри вагона-холодильника.

Производим по часовой расчёт теплового баланса помещения для определение максимального теплового потока через поверхность ограждения вагона по формуле.

,

(16)

где

-

тепловой поток i-того фактора воздействия, Вт.

Тепловой поток, передаваемый через ограждения площадью равной площади ограждения вагона, имеющий коэффициент теплопередачи , при температурном напоре определяется по формуле

,

(17)

где		-	площадь ограждения вагона, 208.8;
	,	-	температура наружи и внутри вагона соответственно, °C .

Тогда из формуле 17 получим

Вт.

При определении тепла, вносимого в вагон лучистой энергией учитывается полное воздействие прямого и рассеянного облучений. Приближённо теплопритоки от действия солнечной радиации можно рассчитать по формуле

,

(18)

где		-	продолжительность солнечного облучения в течение суток, 16ч;
		-	максимальная температура поверхности, 50°C.

Тогда из формулы 18

Вт.

При наличии неплотностей в ограждении кузова возникает воздухообмен между грузовым помещением рефрижераторного вагона и окружающей средой. Инфильтрация вызывает увеличение коэффициентов рабочего времени холодильного и энергосилового оборудования и расхода топлива подвижного состава, приводит к частичным порчам груза вследствие повышения неравномерности температуры по объёму грузового помещения, увеличивает поступление влаги, которая выдаёт на испарителях холодильной машины, снижая их холодопроизводительност. Теплоприток от инфильтрации определяется по формуле

,

(19)

где		-	коэффициент учитывающий относительный воздухообмен в грузовом помещении вагона в следствии инфильтрации, 0.27;
		-	плотность поступающего воздуха в вагон, 1.2;
		-	полный объём грузового помещения, взятый из таблицы 6 [1], 113;
	,	-	энтальпия наружного воздуха и воздуха внутри вагона взята из диаграммы i-d, и равная , .

Тогда

Вт.

Количество тепла, поступающего с наружи воздухом при вентилировании воздуха, зависит от интенсивности вентиляции, разности энтальпий наружного воздуха и воздуха внутри вагона. Из таблицы 2 [1] в связи с условиями задания

Вт.

Теплопритоки от электродвигателей вентиляторов, размещённых внутри охлаждаемого контура вагона, подсчитывается по формуле

,

(20)

где		-	продолжительность работы оборудования, 22ч;
		_	суммарная установочная мощность электродвигателей, .

Тогда из формулы 20 получим

Вт.

При охлаждении в пути следования предварительно неохлаждённого груза от температуры наружного воздуха до температуры внутри вагона-холодильника. Исходя из задания т.к. груз термически подготовлен получаем

Вт.

При охлаждении кузова вагона до температуры перевозки теплопритоки могут быть определены по формуле

(21)

где		-	коэффициент, учитывающий количество тепла, отдаваемого массой кузова и внутренним оборудованием грузового вагона. Для вагона с холодильными установками непосредственного охлаждения,;
		-	количество суток на подготовку вагона, 3 сут;
		-	температура подготовки, -10°C.

Тогда

Вт.

Количества тепла, выделяемое грузом из условия принимаем

Вт.

Неучтённые теплопритоки определяются по формуле

.

(22)

Тогда

Вт.

Таким образом общий теплоприток вычислим из формулы 16

Вт.

Конечный результат теплотехнического расчёта является определение охлаждающей способности холодильной машины для обеспечения заданных условий, получаем

,

(23)

где		-	коэффициент запаса холодопроизводительности, 1,4;
		-	коэффициент рабочего времени, 0,7.

Тогда из формулы 23

Вт.

С учётом теплопритоков самой холодильной машины

.

(24)

Тогда по формуле 24 получаем

Вт.