Перевозка скоропортящихся грузов (стр. 2 из 3)
Расчёт теплопоступлений ведётся в тысячах кДж на один вагон по приведённым ниже формулам.
1.2.1. Теплоприток через ограждение кузова.
где КР и FP - соответственно расчётный коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К), и полная расчётная поверхность ограждения кузова вагона, м2 ;
tB - температура воздуха внутри вагона, 0С , определяемая как
средняя величина между верхним и нижним предельными
значениями температурного режима перевозки груза:
KM и FM - соответственно коэффициент теплопередачи, Вт/( м2×К), и поверхность перегородок, м2 , по внутреннему контуру машинного отделения , КМ =0,32 Вт/( м2×К), FM=10,8 м2;
Таким образом, теплоприток Q1 по всем опорным станциям и участкам маршрута, кДж:
=420,48 =850,54 = 222,24 = 491,87 = 302,19
= 945,71 = 482,6 = 805,5 = 548,72
1.2.2. Теплоприток за счёт инфильтрации воздуха.
где СВ - теплоёмкость воздуха, СВ = 1,0 кДж/(кг× K);
rВ - плотность воздуха, rВ = 1,2 кг/м3,
VВ - объём инфильтрации воздуха, м3/ч, зависящий от надёжности расчёта теплопритоков (Р), VВ = 96 м3/ч;
tн - расчётная температура наружного воздуха, 0С.
t - расчётная продолжительность перевозки груза, ч.
Таким образом, теплоприток Q2 по всем опорным станциям и участкам маршрута, кДж:
= 89,39
= 181,12 = 47,28 = 104,49 = 64,21 = 201,73
= 103,16 = 171,69 = 116,58
1.2.3. Теплопритоки на охлаждение груза и тары в вагоне.
где Сгр и Ст - соответственно теплоёмкость груза и тары, Сгр = 3,56 кДж/(кг×К),
СТ = 2,9 кДж/(кг×К);
GГР и GТ - соответственно масса груза и тары, GГР= 36 т, GТ= 6 т;
tгрн - начальная температура груза, из задания. tгрн = 11 0С.
tгрк - конечная температура груза, tгрк = tвв = 5 0С ;
На рисунке 1 показана диаграмма охлаждения груза и воздуха в вагоне. Так после окончания погрузки и закрытия дверей температура воздуха в вагоне принимает значение близкое к начальной температуре груза (tгрн ). После отключения холодильного оборудования в первую очередь охлаждается воздух в вагоне. При
понижении его температуры до значения соответствующего нижней границе режима перевозки , холодильное оборудование отключается. Воздух в вагоне начинает нагреваться за счёт влияния теплопритоков и теплопоступлений от самого груза. Как только температура воздуха внутри вагона повышается до верхней границы режима перевозки вновь начинается процесс охлаждения и т. д.
Первоначальная продолжительность охлаждения воздуха в вагоне, соответствующая так называемому нестационарному режиму перевозки, во многом зависит от начальной температуры груза и плотности погрузки, определяется по формуле:
где m - эмпирический коэффициент, определяющий тепм охлаждедия в вагоне, зависящий от вида продукта и плотности погрузки, m=0,031;
b - темп охлаждения воздуха в вагоне, зависящий от характеристик ИПС, b=0.35 K/ч.
Охлаждение груза в вагоне до значений температур соответствующих стационарному режиму перевозки, осуществляется за время tгр0,определяемое по формуле:
Таким образом, получаем:
Q3=(3.56×36+2,9×6)×(11-5)×10-3=873,36
Теплоприток относят на те станции и участки маршрута, на которых происходит охлаждение груза и тары, то есть в пределах tгр0.
Для этого значение Q3 распределяют пропорционально времени нахождения вагона на этих участках и станциях:
Таким образом, теплоприток Q3 по всем опорным станциям и участкам маршрута, кДж:= 134,57; = 235,5; = 67,29; = 168,21; = 100,93; = 166,87
1.2.4. Теплоприток за счёт биохимического тепла.
Теплоприток Q4 расчитывается отдельно для стационарного и нестацонарного режимов
где q4HЕСТ и q4CТ - удельные тепловыделения, соответственно для нестационарного и стационарного режимов перевозки, q4HЕСТ=78 кДж/(т×ч),
q4CТ=49 кДж/(т×ч),
Таким образом теплоприток Q4 по всем станциям и участкам, кДж:
1.2.5. Теплоприток за счёт солнечной радиации.
где tэр - температура рассеяной радиации, tэр=1,5 К;
Fбс и FK - соответственно площадь боковых стен и крыши вагона, м2 , Fбс=55 м2, FK=67 м2;
и - эквивавлентные температуры прямой радиации на вертикальные и горизонтальные поверхности вагона,=5,5 K, =13,5 К;
mС - вероятность солнечных дней в году, mС=0,46;
tCi - продолжительность воздействия солнечной радиации из расчета что во время переходного периода солнечная радиация действует с 8 часов до 18 часов.
Таким образом, теплоприток Q5 по всем станциям и участкам:
1.2.6. Теплопоступления за счет притока свежего воздуха при вентилировании вагона.
Q6 = 0
Так как, правилами перевозок предусмотрено вентилирование только бананов и некоторых других грузов в зимнее время.
1.2.7 Теплопоступления за счет работы вентиляторов-циркуляторов.
Определяют для всех типов ИПС, имеющих принудительную циркуляцию воздуха. Для нестационарного режима:
;
где N - мощность электродвигателя вентилятора-циркулятора, N=0,45 кВт ;
nЭ - число электродвигателей, nЭ=4;
h - коэффициент тепловых потерь электродвигателя, h=0,06.
Для стационарного режима:
Таким образом, теплоприток Q7 по всем опорным станциям и участкам маршрута, кДж :
1.2.8 Теплоприток за счет оттаивания снеговой шубы на испарителях.
Определяют только для 5-ти вагонных секций и АРВ:
где q8 - удельные теплопоступления при оттаивании снеговой шубы, q8=100 тыс. кДж;
nOT - интервал через который производят оттаивание снеговой шубы, зависящий от средней температуры наружного воздуха, сут.
nOT = 7,55 суток = 181,2 часа
Если , то необходимость оттаивания снеговой шубы отсутствует;
1.2.9. Теплоприток за счет охлаждения вагона.
;
Теплоприток Q9 существует только до тех пор, пока в вагоне охлаждается воздух, то есть в нестационарном режиме.
Таким образом, теплоприток Q9 по всем опорным станциям и участкам маршрута, кДж :
1.2.10. Теплоприток через открытые двери при погрузке.
Очевидно, что Q10, будет отсутствовать, если вагон и груз предварительно не охлаждены до требуемого режима перевозки.
1.3 Результаты расчета теплопритоков.
Результаты расчета теплопритоков на станциях и участках приводятся в таблице 2.
Затем строят график расхода холода за время гружёного рейса (рис 2). Сначала формируют центральную часть графика. Ось абсцисс обозначающую продолжительность перевозки, делят в выбранном масштабе на временные интервалы, соответствующие времени нахождения вагона на опорных станция и участках, проставляя их численные значения, ч. Там же указывают расстояние между опорными станциями, км и посуточное время проследования опорных станций по прибытию и отправлению.
В нижней части графика откладываю расчетные температуры наружного воздухана опорных станциях и участках по состоянию на 13 ч, на 1 час и в среднем за время нахождения там вагона с указанием их численных значений, 0С.
В верхней части графика сначала отложены суммы разовых теплопритоков, тыс. кДж. Затем к ним добавлена сумма периодических. Последней отложена общая сумма теплопритоков.
| 2. | УСТАНОВЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ |
| ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОГО И | |
| ХОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ РПС. |
Режимы работы дизелей, холодильных машин и электропечей РПС определяют из возможности обеспечения теплового баланса.
Определяем потребную для одного вагона мощность холодильных машин ( QXi ), кВт, на всех опорных станциях и участках маршрута:
где Qобi - суммарные теплопритоки в вагон на рассматриваемом участке или станции, тыс. кДж;
ti - продолжительность нахождния вагона на расчетном i -том интервале,ч
Значения QXi заносим в таблицу 3 и сравниваем с суммарной мощностью холодильных машин (QXM) которую может обеспечить один вагон АРВ. В реальных условиях перевозок QXM несколько меньше паспортной, поэтому значения QXM следует принимать с поправочными коэффициентами (зависящимим от режима перевозки и расчетной температуры наружного воздуха).
Отношение потребной холодопроизводительности к действительной называют коэфициентом рабочего времени холодильных машин ( nX ):
nXi ,
Если nXi > 1, то принимаем nXi =1 (холодильное оборудование не справляется с отводом теплопритоков ).
Определим продолжительность работы холодильных машин, ч:
Режимы обслуживания вагонов:
- нестационарный режим охладения (НРО) - 2 дизеля;
- стационарный режим охлаждения (СРО) - 1 дизель;
- режим отопления (РО) - 1 дизель;
- без отопления и охлаждения (БОО) - 0 дизелей.
Данные о режимах и продолжительности работы дизель-генераторного и холодильно-отопительного оборудования РПС привожу в таблице 3.
Определяем фактический расход дизельного топлива за время груженого рейса, кг:
;