3 Теплотехнический расчет грузового вагона и определение потребной часовой холодопроизводительности оборудования для обеспечения заданных условий перевозки

Для определения тепловой нагрузки на систему охлаждения производим почасовой расчет теплового баланса помещения, в результате чего выявляется максимальный тепловой поток

Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + … + Q₉ (3.1)

где Q1- тепловой поток, передаваемый через ограждение;

Q2- количество тепла, вносимого в вагон лучистой энергией;

Q3- теплопритоки от инфильтрации;

Q4- количество тепла, поступающего с наружным воздухом при

вентилировании;

Q5- теплопритоки от электродвигателей вентиляторов;

Q6- теплопоступления от предварительного неохлажденного груза;

Q7- теплопритоки от кузова вагона и внутреннего оборудования;

Q8- количество тепла, выделяемого перевозимым грузом;

Q9- прочие теплопритоки.

Тепловой поток, передаваемый через ограждение площадью имеющее коэффициент теплопередачи при температурном напоре определяется по формуле:

. (3.2)

Подставив в формулу (5) числовые значения получим:

.

Приближенно теплопритоки от действия солнечной радиации можно рассчитать по формуле:

(3.3)

где - расчетная поверхность ограждения, подвергающаяся солнеч-

ному облучению, принимаем равной 35% от поверхности

ограждения, ;

- максимальная температура поверхности принимаем =;

- продолжительность солнечного облучения в течение суток;

принимаем равной 14ч.

.

Теплопритоки от инфильтрации находим по формуле:

(3.4)

где а - коэффициент учитывающий, относительный воздухообмен в гру-

зовом помещении вагона вследствие инфильтрации принимаем

равным 0.25;

- плотность поступающего в вагон воздуха, =1.133 ( при

t=38,5⁰C, % );

- полный объем грузового помещения вагона, =113 ;

- энтальпия наружного воздуха и воздуха внутри вагона,

Значение величинынаходим по таблице - Физические свойства влажного воздуха [3,с.354], а численные значения по диаграмме “i-d”.

Суточная кратность обмена воздуха в вагоне принимается при расчетах n₁<10.

Теплопритоки от вентиляции находим по формуле [ 1, с.14 ]:

(3.5)

где - суточная кратность обмена воздуха в вагоне .

Теплопритоки от электродвигателей вентиляторов, размещенных внутри охлаждаемого контура вагона, подсчитывается с учетом суммарной установочной мощности электродвигателей и продолжительности работы z_p оборудования в течении суток не более 20…22ч [ 1, с.14 ]:

(3.6)

где суммарная установочная мощность электродвигателей;

продолжительность работы оборудования в течение суток,

принимаем равной 21 часов.

При охлаждении в пути следования предварительно неохлажденного груза от температуры наружного воздуха до температуры внутри вагона-холодильника, соответствующее заданному режиму перевозки, в течении 48-60 часов ( n₂=2-2.5суток ) теплопоступления от груза, Вт[ 1, с.14 ]:

(3.7)

где плотность загрузки вагона, ;

погрузочный объем, ;

энтальпии груза в начале и в конце охлаждения, кДж/кг.

По заданию на курсовой проект, перевозимый груз подается охлажденныц, согласно условиям перевозки груза. Следовательно .

Так как груз был предварительно охлажден , то теплопритоков от него нет, то есть

При охлаждении кузова вагона до температуры перевозки теплопритоки могут быть определены по формуле [ 1, с.15 ]:

(3.8)

где коэффициент, учитывающий количество тепла, отдаваемое мас-

сой кузова и внутренним оборудованием грузового вагона РПС,

А_к=1512 Вт/К ;

время охлаждения грузового помещения в процессе перевозок,

суток.

Тогда

Вт

Количество тепла, выделяемое в процессе перевозки определяется по формуле [1, с.15]:

(3. 9)

где интенсивность тепловыделений от груза, Вт/т;

масса перевозимого груза.

Т.к. перевозимый груз – охлажденный (-2°С), то

Неучтенные теплопритоки грузового помещения РВ принимаем в размере 10% от суммарной величены учтенных теплопритоков. Общая величина учтенных теплопритоков найдем по формуле :

(3.10)

Суммируя величины всех теплопритоков полученных по формулам 5-12, получаем, что Тогда величина неучтенных теплопритоков будет равна: .

Итак общая величина теплопритоков равна:

Проводим расчет требуемой охлаждающей способности холодильного оборудования по формуле [1, с.16]:

(3.11)

где коэффициент рабочего времени, принимаем равным 0.6;

коэффициент запаса холодопроизводительности,

Холодапроизводительность “брутто”:

(3.12)

Где φ – коэффициент потерь, φ=0,9.