Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 120
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
=1,126 кг/м3.
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =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*τв/24.
N – Мощность электродвигателей вентеляторов-циркуляторов.
Для АРВ N= 4500 Вт, для 5ВС N= 5000 Вт.
η – КПД. η =0,6
τв – максимальная продолжительность работы двигателей в сутки. τв =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 = (GгCг+ GтCт)* (tн-tк)/3,6 τв +qб/3,6*1000.
Gг/Gт – масса груза/масса тары (10% от массы груза),
Сг/Ст – теплоёмкость груза/тары. Сг = 3,25, Ст =2,5 кДж/кгоС.
tн-tк – температура снаружи и в помещении вагона, tн= 25, tк=3 оС.
τв – максимальная продолжительность охлаждения, ч. τв = 72.
qб – 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.
4.1.3 Определение теплопритоков для 3-ого режима перевозки СПГ.
Для третьего режима определяется мощность нагревательных электропечей.
QIIIобщ=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 = kнFн(tн-tв),
где kн–соответственно коэффициент теплопередачи для наружного ограждения(kн) и машинного отделения(kм), (Вт/м2оС). Принимаем kн=kм= 0,45 (Вт/м2оС).
Fн – площадь теплопередающей поверхности наружного ограждения (Fн), м2.
tн,tв –температура наружного воздуха, температура в грузовом помещении вагона
, оС. tн = -35, tв = +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 = ((Vн*ρ)/3,6)*(i1-i2),
Где Vн – объем воздуха, поступающий через неплотности ограждения,
Vн= 1/3 Vп, Vп – полный (погрузочный) объем вагона. Для АРВ Vп=100 м3 , для 5ВС Vп = 136 м3.
ρ – Плотность наружного воздуха.
ρ = ρс*φс + ρв*φв,
ρс – плотность сухого воздуха, ρс =1,146 кг/м3.
ρв – плотность насыщенного влагой воздуха, ρв =1,125 кг/м3.
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =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 = ((Vн*n)/3,6)*(1,3*(tн-tв)+r*( φсqс+qвφв).
n – Кратность вентилирования. n =10.
1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м3.
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =50 %.
qв, qс – удельная теплота. qв = 11,32 qс = 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= QIIIобщ /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.
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).
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =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*τв/24.
N – Мощность электродвигателей вентеляторов-циркуляторов.
Для АРВ N= 4500 Вт, для 5ВС N= 5000 Вт.
η – КПД. η =0,6
τв – максимальная продолжительность работы двигателей в сутки. τв =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 = (GгCг+ GтCт)* (tн-tк)/3,6 τв +qб/3,6*1000.
Gг/Gт – масса груза/масса тары (10% от массы груза),
Сг/Ст – теплоёмкость груза/тары. Сг = 3,25, Ст =2,5 кДж/кгоС.
tн-tк – температура снаружи и в помещении вагона, tн= 25, tк=3 оС.
τв – максимальная продолжительность охлаждения, ч. τв = 72.
qб – 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.
QIIIобщ=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 = kнFн(tн-tв),
где kн–соответственно коэффициент теплопередачи для наружного ограждения(kн) и машинного отделения(kм), (Вт/м2оС). Принимаем kн=kм= 0,45 (Вт/м2оС).
Fн – площадь теплопередающей поверхности наружного ограждения (Fн), м2.
tн,tв –температура наружного воздуха, температура в грузовом помещении вагона
, оС. tн = -35, tв = +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 = ((Vн*ρ)/3,6)*(i1-i2),
Где Vн – объем воздуха, поступающий через неплотности ограждения,
Vн= 1/3 Vп, Vп – полный (погрузочный) объем вагона. Для АРВ Vп=100 м3 , для 5ВС Vп = 136 м3.
ρ – Плотность наружного воздуха.
ρ = ρс*φс + ρв*φв,
ρс – плотность сухого воздуха, ρс =1,146 кг/м3.
ρв – плотность насыщенного влагой воздуха, ρв =1,125 кг/м3.
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =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 = ((Vн*n)/3,6)*(1,3*(tн-tв)+r*( φсqс+qвφв).
n – Кратность вентилирования. n =10.
1,3 – теплоемкость воздуха, кДж/м3.
φс – влажность сухого воздуха, φс =80 %.
φв – влажность насыщенного влагой воздуха, φв =50 %.
qв, qс – удельная теплота. qв = 11,32 qс = 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= QIIIобщ /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).