Холодильный транспорт

Крыши – 67,5 м².

Боковых стен – 107,2 м².

Перегородок – 19 м².

Пол – 59,3 м².

Торцевых стен – 18 м².

Для 5ВС: площадь всего вагона – 253,6 м².

Крыши – 67,8 м².

Боковых стен – 107,5 м².

Перегородок – 8,5 м².

Пол – 59,5 м².

Торцевых стен – 10,3 м².

 

 

АРВ: Q₁ =0,45*234*(30-3)+0,45*19*(43-3)=3185 (Вт)

5ВС: Q₁ =0,45*234*(30-3)+0,45*8,5*(43-3)=3131 (Вт)

 

Теплоприток от воздействия солнечной радиации.

Q₂=∑(k_i*F_i*(A_i*q_i))/α,

Где k_i – коэффициент теплопередачи части ограждения кузова. k_i=0,45(Вт/м^2оС).

F_i – площадь наружной теплопередающей поверхности, м².

A_i – коэффициент поглощения солнечной лучей.

Для крыши – 0,7. Боковые стены – 0,6. Торцевые стены – 0,8

Пол – 0,98

q_i – среднесуточная интенсивность полного солнечного облучения.

Для крыши – 328(Вт/м^2оС).

Боковые стены – 142(Вт/м^2оС).

Торцевые стены – 80(Вт/м^2оС).

Пол – 32(Вт/м^2оС).

α – коэффициент теплопередачи наружной поверхности, α=30-33 (Вт/м^2оС).

 

АРВ:Q₂=0,45*67,5*0,7*328/32+0,45*107,2*0,6*142/32+0,45*18*0,8*80/32+0,45*59,3*0,98*32/32=388,72 (Вт)

5ВС:Q₂=0,45*67,8*0,7*328/32+0,45*107,5*0,6*142/32+0,45*10,3*0,8*80/32+0,45*59,5*0,98*32/32=383,19 (Вт)

 

Теплоприток через неплотности  в дверях, местах прохода теплопровода, люки.

Q₃ = ((V_н*ρ)/3,6)*(i₁-i₂),

Где V_н – объем воздуха, поступающий через неплотности ограждения,

V_н= 1/3 V_п, V_п – полный (погрузочный) объем вагона. Для АРВ V_п=100 м³ , для 5ВС V_п = 136 м³.

ρ – Плотность наружного воздуха.

ρ = ρ_с*φ_с + ρ_в*φ_в,

ρ_с – плотность сухого воздуха, ρ_с =1,135 кг/м³.

ρ_в – плотность насыщенного влагой воздуха, ρ_в =1,126 кг/м³.

φ_с – влажность сухого воздуха, φ_с =80 %.

φ_в – влажность насыщенного влагой воздуха, φ_в =880 %.

i₁ – Энтальпия наружного воздуха i₁ = 84

i₂ – Энтальпия в грузовом помещении вагона. i₂ = 12

ρ = 1,135*0.8+ 1,126*0,5 =1,155

 

АРВ:Q₃ =(34*1,155/3.6)*(84-12)=785 Вт,

5ВС:Q₃ =(45*1,155/3.6)*(84-12)=1040 Вт,

 

Теплоприток эквивалентный работе электродвигателя, вентеляторов-циркуляторов.

Q₄ = 1000*N*n*η*τ_в/24.

N – Мощность электродвигателей вентеляторов-циркуляторов.

Для АРВ N= 4500 Вт, для 5ВС N= 5000 Вт.

   η – КПД. η =0,6

τ_в – максимальная продолжительность работы двигателей в сутки. τ_в =22 часа.

n – Количество электродвигателей. n =2.

 

Для АРВ: Q₄ =1000*4500*2*0,6*22/24 =4950 Вт

Для 5ВС: Q₄ =1000*5000*2*0,6*22/24 =5500 Вт.

 

Теплоприток  от таяния снеговой “шубы”.

Q₅ = 120 Вт.

 

Теплоприток от перевозимого груза и тары.

 

Q₆ = (G_гC_г+ G_тC_т)* (t_н-t_к)/3,6 τ_в +q_б/3,6*1000.

G_г/G_т – масса груза/масса тары (10% от массы груза),

С_г/С_т – теплоёмкость груза/тары. С_г = 3,25, С_т =2,5 кДж/кг^оС.

t_н-t_к – температура снаружи и в помещении вагона, t_н= 25, t_к=3 ^оС.

 τ_в – максимальная продолжительность охлаждения, ч. τ_в = 72.

q_б – биохимическое тепло, 194,25 кДж/ч.

 

АРВ: Q₆ =((26400*3,5+2640*2,5)*27/(3,6*72)+194,3*26400/(3,6*1000)=11738

5ВС: Q₆ =((32400*3,5+8100*2,5)*27/(3,6*72)+194,3*32400/(3,6*1000)=14405

Теплоприток от таяния снеговой “шубы”.

Q₅ = 120 Вт.

Таблица 4.2

Общее количество тепла (Вт), при перевозке мороженых грузов.

	Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6	QIIобщ
АРВ	3185	388,72	785	4950	120	11738	21167
5ВС	3131	383,19	1040	5500	120	14405	24579

 

4.1.3 Определение теплопритоков для 3-ого режима перевозки СПГ.

 

Для третьего режима определяется мощность нагревательных электропечей.

                                      Q^III_общ=Q₁+Q₃+Q₄-Q₅.

Где Q₁–теплоприток воздуха в вагон через ограждение кузова;

Q₃–теплоприток через неплотности в дверях, местах прохода теплопровода, люки;

Q₄–теплоприток эквивалентный работе электродвигателя, вентеляторов-циркуляторов.

Q₅–теплоприток от таяния снеговой “шубы”.

Теплоприток воздуха в вагон через ограждение кузова

Q₁ = k_нF_н(t_н-t_в),

где k_н–соответственно коэффициент теплопередачи для наружного ограждения(k_н) и машинного отделения(k_м), (Вт/м^2оС). Принимаем k_н=k_м= 0,45 (Вт/м^2оС).

F_н – площадь теплопередающей поверхности наружного ограждения (F_н), м².

t_н,t_в –температура наружного воздуха, температура в грузовом помещении вагона, ^оС. t_н = -35, t_в = +20.

Для АРВ: площадь всего вагона – 253 м².

Для 5ВС: площадь всего вагона – 253,6 м².

 

АРВ: Q₁ =0,45*253*(13-(-25))=4336,56 (Вт)

5ВС: Q₁ = 0,45*253,6*(13-(-25))=4326,3 (Вт)

 

Теплоприток через неплотности  в дверях, местах прохода теплопровода, люки.

Q₃ = ((V_н*ρ)/3,6)*(i₁-i₂),

Где V_н – объем воздуха, поступающий через неплотности ограждения,

V_н= 1/3 V_п, V_п – полный (погрузочный) объем вагона. Для АРВ V_п=100 м³ , для 5ВС V_п = 136 м³.

ρ – Плотность наружного воздуха.

ρ = ρ_с*φ_с + ρ_в*φ_в,

ρ_с – плотность сухого воздуха, ρ_с =1,146 кг/м³.

ρ_в – плотность насыщенного влагой воздуха, ρ_в =1,125 кг/м³.

φ_с – влажность сухого воздуха, φ_с =80 %.

φ_в – влажность насыщенного влагой воздуха, φ_в =50 %.

i₁ – Энтальпия наружного воздуха i₁ =-22 .

i₂ – Энтальпия в грузовом помещении вагона. i₂ =32

ρ = 1,166*0,8+1,395*0,5 = 1,155

 

АРВ:Q₃ =((0,3*108)*1,155)/3.6)*(32+22)=561 Вт,

5ВС:Q₃ =((0,3*88)*1,155)/3.6)*(32+22)=457 Вт,

 

Теплоприток эквивалентный работе электродвигателя, вентеляторов-циркуляторов.

Q₄ = ((V_н*n)/3,6)*(1,3*(t_н-t_в)+r*( φ_сq_с+q_вφ_в).

n – Кратность вентилирования. n =10.

1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м³.

φ_с – влажность сухого воздуха, φ_с =80 %.

φ_в – влажность насыщенного влагой воздуха, φ_в =50 %.

q_в, q_с – удельная теплота. q_в = 11,32 q_с = 1,05

r – Теплота конденсации водяного пара, r= 2,89 кДж/ч.

 

Для АРВ: Q₄ =(26,4*10/3,6)*(1,3(13-(-35))+2,89(0,8*11,32+06*1,05))=6965 Вт

Для 5ВС: Q₄ =(32,4*10/3,6)*(1,3(13-(-35))+2,89(0,8*11,32+0,6*1,05))=5675 Вт

 

N= Q^III_общ /1000 η

η – КПД. η =0,7

 

Для АРВ: N =/1000*0,7 =9

Для 5ВС: N =/1000*0,7 =.8

 

Теплоприток  от таяния снеговой “шубы”.

5ВСQ5 = 4950

АРВQ5=5500

Таблица 4.3

Общее количество тепла (Вт), при перевозке фруктов.

	Q1	Q3	Q4	Q5	QIIIобщ
АРВ	4336,56	561	6965	5500	6362,56
5ВС	4326,3	457	5675	4950	5508,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор и обоснование применения энергохолодильного оборудования.

 

Холодильные установки рефрижераторных  вагонов в целом и их  отдельные узлы  должны удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечивать заданную скорость  охлаждения плодоовощей, погруженных в неохлажденном виде, и поддержание  в грузовом помещении вагона необходимой  для любого перевозимого груза температуры в различных климатических условиях;
• обладать высокой степенью автоматизации и надежностью во многих случаях доступа к холодильному оборудованию в груженом рейсе и ремонта его в дорожной обстановке;
• иметь малые габариты и массу, конструкцию, технологичную в изготовлении, ремонте и обслуживании;
• выдерживать высокие ускорения и вибрации, сохраняя работоспособность после соударения вагонов со скоростью до 3 м/с;
• иметь невысокую скорость изготовления, не требовать частого проведения профилактических осмотров и ремонтов для сокращения трудоёмкости обслуживания;
• быть долговечным и экономичным в эксплуатации;
• сохранять работоспособность при температуре наружного воздуха 40- 45 ^оС.
• обеспечивать поддержание одной холодильной установкой температуры в вагоне –10 ^оС при расчетных условиях.

 Компрессор - основной и наиболее сложный элемент паровой компрессионной холодильной машины, получившей наибольшее применение на хладотранспорте. Компрессор предназначен для отсасывания паров холодильного агента из испарителя с целью поддержания в нем  низкого давления кипения, сжатия их и нагнетания в конденсатор. Основные типы компрессоров: ротационные с катящимся или вращающимся ротором, винтовые, турбокомпрессоры и поршневые.

Поршневые компрессоры получили применение и на хладотранспорте. В 5ВС БМЗ установлены хладоновые  восьмицилиндровые компрессоры 2ФУУБС-18. В условном обозначении марки компрессора цифра 2 определяет модификацию, Ф - фреоновый (хладоновый), УУ- веерообразное расположение цилиндров, БС - бессальниковый , 18-стандартная хладопроизводительность. Блок - картер представляет собой отливкой из сложной конфигурации из серого чугуна, объединяющую четыре блока цилиндров (по два в каждом блоке), картер и корпус встроенного  электродвигателя, в картере имеются две опоры для коренных роликовых подшипников коленчатого вала. На консоли вала закреплен ротор короткозамкнутого асинхронного трехфазного электродвигателя мощностью 10 кВт. Зазор между ротором и статором составляет 0,6 - 1,0 мм. На боковых стенках картера имеются лыки, через которые обеспечивается доступ к шатунным болтам, нижним головкам шатунов, масляному фильтру и противовесам. Эти люки  закрываются крышками со смотровыми стеклами для контроля уровня масла в поддоне масляной ванны. Пробка закрывает отверстие для слива масла. Масляный шестеренно-реверсивный насос с приводом от коленчатого вала смонтирован в полости передней крышки. Масло из масляной ванны через фильтр засасывается насосом и через сверления в коленчатом валу подается для смазки нижних разъемных головок шатунов, имеющих тонкостенные сменные вкладыши. Смазка сменных цилиндровых гильз, поршней и поршневых пальцев осуществляется разбрызгиванием. Поршень непроходной, алюминиевый, с двумя компрессионными и одним мало съемным кольцами.

Охлаждение компрессора воздушное,  а электродвигателя всасываемым через вентиль паром хладагента, который сначала проходит через корпус электродвигателя и уже, затем поступает во всасывающую полость цилиндрового блока.

К теплообменным аппаратам относятся  конденсаторы, испарители, воздухоохладители и другое.

В конденсаторах тепло от хладагента отводится наружным воздухом или  водой. Воздушные конденсаторы применяются  во всех холодильных установках РПС. Они представляют собой змеевиковые  или трубчатые системы с коллекторами. Оребрённая наружная поверхность омывается воздухом.

Конденсатор холодильной установки  АРВ и 5ВС ZB-5 состоит из трёх секций, закреплённых на раме. Крайние секции имеют по четыре ряда вертикальных оребрённых алюминиевых труб наружным диаметром 15 мм, в средней секции - три ряда. Трубы каждого вертикального ряда секций последовательно соединены в змеевики гнутыми калачами. Пары хладагента из компрессора нагнетаются через трубу в газовый коллектор, откуда распределяются по рядам труб. Проходя по трубам, хладагент охлаждается наружным воздухом, подаваемым двумя вентиляторами, расположенными на торцевой стороне конденсатора, конденсируется и стекает вниз к жидкостному коллектору, откуда через патрубок жидкий хладагент отводится в ресивер. Рабочее давление в конденсаторе допускается до 1,6 МПа.

Конденсатор холодильной установки ВР-1М 5ВС БМЗ выполнен из медных труб с латунными рёбрами, а секции ZA-5 – из стальных труб со стальными рёбрами. Для обдува конденсатора используется один осевой вентилятор.

Испарители бывают двух типов: для охлаждения жидкости (рассола, воды и др.) и воздуха. В стационарных холодильных установках применяются испарители различных конструкций, в транспортных установках кожухотрубные для охлаждения рассола (в поездах и 12ВС ) и воздухоохладители (в 5ВС и АРВ).

Кожухотрубные испарители по конструкции  подобны горизонтальным кожухотрубным  конденсаторам. Жидкий хладагент поступает  через регулирующий вентиль в  пространство между кожухом и  трубами снизу. Здесь он кипит, охлаждая рассол, принудительно циркулирующий в трубах с помощью рассольного насоса. Образующиеся пары хладагента отсасываются компрессором через вентиль в верхней части кожуха.

Воздухоохладители 5ВС и АРВ размещены непосредственно в грузовых помещениях вагонов и являются по сути своей испарителями для непосредственного охлаждения воздуха с принудительной циркуляцией его. Внутри оребрённых труб кипит жидкий хладон-12, охлаждая воздух грузового помещения. По своей конструкции они аналогичны воздушным конденсаторам этих вагонов, однако расстояние между рёбрами значительно больше, поскольку на трубах и рёбрах образуется иней из влаги, выпадающей на поверхности аппарата при охлаждении воздуха. И не снижает коэффициент теплопередачи воздухоохладителя, уменьшает сечение для прохода охлаждаемого воздуха и увеличивает сопротивление его движению, поэтому необходимо периодическая оттайка снеговой "шубы". Оттайка осуществляется или горячими парами хладона-12, направляемыми из компрессора не в конденсатор, а в испаритель, или электропечами в секциях ZA-5 первого выпуска.