Оглавление

1 Задание 3

2 Техническое описание проектируемого подвижного состава, условия перевозки температурного груза 4

3 Определение коэффициента теплопередачи ограждения кузова грузового вагона 8

4 Расчет толщины теплоизоляции ограждения 12

5 Теплотехнический расчет кузова вагона и определение потребной часовой холодопроизводительности холодильной машины для обеспечения заданных условий перевозки 14

1 Задание

Для удобства данные задания сведём в таблицу 1.

Таблица 1 - Данные для расчёта

Параметр	Данные
Тип подвижного состава	АРВ
Холодильная машина	315.004
Род груза	Абрикосы
Температура перевозки, °C	+3
Состояние груза перед погрузкой	Термически не подготовленный
Температура наружного воздуха, °C	+28
Относительная влажность наружного воздуха	50%
Относительная влажность воздуха внутри вагона	80-90%
Среднегодовая температура зоны эксплуатации, °C	От +1 до +8

2 Техническое описание проектируемого подвижного состава, условия перевозки температурного груза

Необходимость вывоза скоропортящихся грузов с мелких предприятий пищевой промышленности и сельского хозяйства, а также снабжения продуктами питания больших и малых городов заставляет иметь в парке изотермического подвижного состава не только рефрижераторные поезда и секции, но и автономные вагоны.

Автономный рефрижераторный вагон постройки завода в г. Дессау 1969—1973 гг. предназначен для перевозки скоропортящихся грузов, требующих поддержания температуры в грузовом помещении от +14 до - 18°С при температуре наружного воздуха от - 45 до +40°С. В таком вагоне обеспечивается охлаждение свежих плодов и овощей за 60 ч.

В нем имеется грузовое помещение и два машинных отделения, расположенных по концам кузова. В каждом машинном отделении установлено по одному дизель-генераторному агрегату и одной холодильно-отопительной установке. Тележки типа ЦМВ с базой 2400 мм рассчитаны на скорость движения 120 км/ч. Автономные рефрижераторные вагоны более маневренны, так как они не нуждаются в сопровождении и могут быть прицеплены к любому поезду. Кроме того, для загрузки таких вагонов не нужно накапливать большое количество скоропортящихся грузов. Вагоны рассчитаны на скорость движения 120 км/ч и могут включаться в пассажирские и скорые поезда.

Рама вагона имеет двутавровую хребтовую балку. Наружная обшивка цельнометаллического кузова облегченной сварной конструкции выполнена из стального листа с продольными гофрами, усиленного стойками из профильной стали.

Вагон оборудован автосцепным устройством, пневматическим тормозом с воздухораспределителем № 270-002 и авторегулятором, а также ручным тормозом, штурвал которого укреплен снаружи на боковой стороне.

Внутренняя обшивка стен грузового помещения выполнена из стальных оцинкованных листов с вертикальными гофрами. Листы собраны в легкосъемные панели, соединяющиеся накладками.

Потолок вагона выполнен из древесноволокнистых плит, также собранных в панели. Пол состоит из деревянных брусьев, уложенных вдоль вагона, промежутки между брусьями заполнены изоляцией. На брусьях поперек вагона уложены доски, которые покрыты резиновыми, листами, склеенными между собой. Уложенные на резиновый настил напольные решетки выдерживают нагрузку от колеса погрузчика 1200 кгс при расстоянии между колесами 750 мм.

Двери грузового помещения одностворчатые прислонного типа с высотой проема 2000 и шириной 2200 мм.

В качестве теплоизоляционного материала используется полистирол. Толщина слоя изоляции в стенах 200 мм, в крыше грузового помещения 250 мм, в полу 140 мм.

Для отвода конденсатора и промывочной воды в углах грузового помещения расположены четыре водостока с гидравлическими затворами.

Грузовое помещение, охлаждается и отапливается двумя холодильно- отопительными установками, расположенными на обеих торцовых стенах внутри вагона.

Холодильная установка двухступенчатого сжатия выполнена в виде блока и размещена под крышей вагона. Закреплена она на перегородке, которая отделяет машинное отделение от грузового.

Со стороны машинного отделения расположен компрессорно- конденсаторный агрегат с приборами и щитом автоматики. В грузовом помещении расположен воздухоохладитель с электронагревателями и вентиляторами.

Холодильную установку можно выдвигать из вагона по направляющим рельсам и через дверцы в торцовой стене демонтировать.

Работает установка автоматически в зависимости от заданных температурных параметров и имеет три режима работы: охлаждение, оттаивание, отопление.

Каждая холодильная установка снабжается электроэнергией от своего дизель-генераторного агрегата, смонтированного на раме. Эта рама расположена на направляющих со специальным устройством, позволяющим смещать дизель-генератор немного влево и затем по направляющим выдвигать из вагона.

На раме смонтирован дизель-генератор мощностью 16,5 кВА, электрощит, стартерные батареи, установка для подогрева дизеля, расходный топливный бачок подогревательной установки и топливный бак на 730 л.

Дизель-генераторная установка обеспечивает энергией: электродвигатель компрессора мощностью 7 кВт, четыре электродвигателя вентиляторов испарителя и конденсатора мощностью по 1 кВт, электродвигатель вентилятора машинного отделения мощностью 0,4 кВт, электродвигатель топливного насоса мощностью 0,63 кВт, электропечи мощностью 6 кВт, два нагревателя поддона испарителя мощностью по 0,2 кВт.

Холодильно-отопительная установка рефрижераторного автономного вагона аналогична установке 5-вагонных рефрижераторных секций, строящихся заводом в г. Дессау с 1970 г. Автономный вагон отличается от грузового вагона 5-вагонной секции только тем, что в нем установлены две дизель-генераторные установки.

Пуск и остановка дизель-генератора, а также контроль за его работой производится с электрощита. Дизель-генератор снабжен приборами защиты, которые автоматически останавливают его при повышении температуры и снижении давления масла, при выходе из строя приводного ремня вентилятора охлаждения или перегрузке генератора. При срабатывании защиты на щите в машинном отделении и снаружи вагона загораются сигнальные лампы.

Для вентилирования грузового помещения на торцовых стенах вагона и перегородке имеются отверстия, которые воздушными каналами соединены с атмосферой. Каналы имеют заслонки с рукоятками, выведенными в машинные отделения. При вентилировании заслонки ставят в открытое положение. Вентиляторы воздухоохладителя через каналы и отверстия в торцовых стенах засасывают свежий воздух и нагнетают его в грузовое помещение. Этот воздух, проходя мимо испарителей или электропечей, летом охлаждается, а зимой нагревается. Из грузового помещения воздух удаляется через дефлекторы, которые расположены по диагонали на крыше вагона у погрузочных дверей. Воздухоприемные каналы дефлекторов опущены до уровня напольных решеток и перекрываются заслонками, рукоятки которых выведены наружу вагона.

Измерение температуры в грузовом помещении осуществляется с помощью полупроводниковых термометров-сопротивления. Показания термометров определяются с помощью специальной переносной термостанции.

Для удаления воды и конденсата в полу грузового помещения расположены сливные отверстия. Автономные рефрижераторные вагоны оборудованы пролётной электромагистралью для электропневматического тормоза, что позволяет прицеплять его к пассажирскому поезду, и стояночным тормозом. Разновидность автономного рефрижераторного вагона (АРВ) — автономные рефрижераторные вагоны со служебным помещением (АРВ-Э).

Основными технико-экономическими показателями изотермических вагонов являются: осность, грузоподъемность, тара, коэффициент тары, полный и удельный (на 1 т груза) объем кузова (грузового помещения), полная и удельная (на 1 т груза) площадь пола грузового помещения нагрузки от оси на 1 погонный метр пути.

Немаловажное значение для изотермических вагонов имеют и такие показатели, как расчетные температуры, коэффициент теплопередачи кузова, холодопроизводительность на единицу грузоподъемности, мощность энергосилавого оборудования и т. д.

Характеристика АРВ приведена в таблице 2. Все вагоны поездов и секций строятся по габариту 1-Т.

Таблица 2- Характеристика автономного рефрижераторного вагона

АРВ	Тара	Грузопод ъемность	Удельный коэффиц иент тары	Площадь грузового помещения	Объем грузового помещен ия	Расчетны й коэффиц иент теплопер едачи кузова	Общая холодопроизводит ельность холодиль ных машин
Длина 19м	44 т	40 т	1,10	40,3 м2	88 м3	0,4 ккал/м2хч град	8000x2 ккал/ч при 1(Г~ 5°С 4=+50°С
Длина 21 м	45 т	39 т.	1,15	45,5 м2	100 м3	0,4 ккал/м2хч град	8000*2 ккал/ч при 1ц=- 5°С 4=+50°С

Перевозка скоропортящихся грузов в изотермических вагонах требует создания таких условий, при которых грузы сохранили бы свои первоначальные качества. Это зависит, с одной стороны, от термической и технологической обработки грузов, с другой — от условий, создаваемых в самом вагоне.

Основными параметрами, определяющими сохранность грузов, являются температура и влажность воздуха, вентилирование грузового помещения и циркуляция воздуха в нем.

При перевозке абрикосов необходимо поддерживать температуру от +6 °С до 0. Вагон при охлаждении не вентилируется.

Относительная влажность воздуха при перевозках должна составлять в зависимости от рода груза 75—95%. При такой сравнительно высокой влажности значительно уменьшается усушка продуктов и они лучше сохракяются при перевозке и хранении.

Циркуляция воздуха необходима для равномерного распределения теплого или охлажденного воздуха по всему грузовому помещению. В вагонах-ледниках циркуляция воздуха достигается с помощью специальных циркуляционных щитов, а в вагонах с машинным охлаждением — с помощью вентиляторов.