Файл: Поясниловка.doc

Рама вагона через пятники, находящиеся на пересечении хребтовой и шкворневых балок, опирается на подпятники тележки. База вагона с длиной кузова 21м— 16 м. Рама покрыта гладким стальным листом толщиной 3 мм. Кузов вагона цельнометаллический облегченной сварной конструкции. Наружная обшивка боковых и торцовых стен выполнена из стального листа толщиной 1,5 мм, а крыши—2,5 мм. Боковые и торцовые стены сделаны из листов с горизонтальными гофрами с шагом 120 мм и стоек из профильной стали. Листы крыши усилены дугами из уголка 60*40*5 мм, а в продольном направлении полосами 30*8 мм и угольниками 60*40*5 мм. Усиливающие элементы соединены с листами крыши электросваркой. В местах, где должны быть приварены усиливающие элементы, листы покрывают защитной краской.

В грузовом помещении внутренние боковые стены выполнены из отдельных оцинкованных панелей с вертикальными гофрами. Потолок облицован твердоволокнистыми плитами: Пол грузового помещения вагона состоит из деревянных брусков, установленных вдоль вагона, на которые поперечно уложены в шпунт доски толщиной 45 мм. На деревянный настил вдоль вагона наклеены три полосы биологически нейтральной листовой резины толщиной 4 мм. Для термоизоляции кузова применен беспрессовый полистирол ПСБ, толщина которого составляет на крыше 250 мм стенах и двери —200 мм, на полу—140 мм.

Снаружи кузов вагона окрашен белым лаком горячим методом в специальных камерах., а потолок— серым лаком.

В грузовых вагонах секций выпуска с 1976 г. применена «душирующая» схема циркуляции воздуха. Для этого промежуточный потолок выполнен без щелей и воздух поступает в грузовое помещение только вдоль боковых стен через специальные щели, предусмотренные в продольных балках верхнего пояса. Вертикальные гофры боковых стен, торцовые воздушные шахты и напольные решетки обеспечивают свободную циркуляцию воздуха и поступление его к вентиляторам испарителей.

Двери грузового помещения одностворчатые присланного типа с размерами 2000*2200 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 торцевых стенах внутри вагона.

Каждая холодильная установка состоит из компрессора, конденсатора с воздушным охлаждением, маслоотделителя, ресивера, теплообменника, испарителя-воздухоохладителя, регулирующей станции, щита манометров, соединительных трубопроводов, в систему которых включены фильтры, осушители и запорные вентили.

Компрессор холодильной установки с приводом от электродвигателя мощностью 7 кВт имеет устройство, предохраняющее от чрезмерного повышения давления и гидравлических ударов. Для облегчения пуска компрессора предусмотрено байпасное устройство. Пластинчатый конденсатор с воздушным охлаждением смонтирован на одной раме с компрессором.

---

Рефрижераторные вагоны оборудованы двухосными бесчелюстными тележками типа ЦМВ-Дессау.

Рама тележки сварная, состоит из двух продольных, двух средних поперечных и двух концевых поперечных балок коробчатого сечения. К продольным балкам снизу приварены опорные плиты для установки шпинтонов.

Тележки, устанавливаемые под грузовыми вагонами секций и со стороны дизельного отделения дизельного вагона секции, имеют пятирядные эллиптические рессоры Галахова. Со стороны служебного отделения для улучшения плавности хода установлены тележки с трехрядными рессорами, так как нагрузка на пятник со стороны салона значительно ниже. В комплексе из восьми буксовых пружин, устанавливаемых в одну тележку, отклонение по высоте допускается не более 1 мм.

Тормозное оборудование вагона состоит из воздухораспределителя, тормозного цилиндра, запасного резервуара, тормозной магистрали, концевых резиновых рукавов, рычажной передачи, регулятора выхода штока поршня, концевых и разобщительного кранов и др.

Рефрижераторные вагоны оборудованы автоматическими тормозами с воздухораспределителем усл. № 270-005-1. Воздухораспределитель имеет режимный переключатель, рычаги которого выведены на обе стороны вагона. Переключатели устанавливают на необходимый режим работы воздухораспределителя.

Рычажная передача тележки обеспечивает двустороннее торможение. Тормозная система может быть оборудована как чугунными, так и композиционными колодками.

Все рефрижераторные вагоны постройки ГДР оборудованы автоматической сцепкой тала СА-3 (советская автосцепка, третий вариант), с поглощающим аппаратом Ш-1-ТМ. Для предотвращения саморасцепов на горках вследствие большой длины рефрижераторных вагонов их автосцепки оборудованы составными замками, что увеличило зону зацепления при взаимном смещении автосцепок по вертикали у двух смежных сцепленных секций. Для предотвращения случайных расцеплений вагонов секций в голове автосцепки установлен специальный стопорный болт, который своим хвостовиком ограничивает перемещение предохранителя от саморасцепа механизма автосцепки и тем самым запирает ее.

2 РАСЧЕТ ИЗОЛЯЦИИ ГРУЗОВОГО ПОМЕЩЕНИЯ ВАГОНА-ХОЛОДИЛЬНИКА И ОПРЕДЕГЕНИЕ ПРИВЕДЕННОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОГРАЖДЕНИЯ КУЗОВА ВАГОНА

Колебания температуры внутри охлаждаемого помещения связаны с изменениями теплового потока, проходящего через ограждение, представляющее собой сочетание несущей конструкции, тепло- и влагоизоляционных материалов. Проникновение тепла и влаги в охлаждаемое помещение приводит к увеличению тепловой нагрузки на холодильное оборудование вагона. Конструкция кузова вагона должна иметь определенное термическое сопротивление и обеспечивать поддержание температуры внутри грузового помещения на заданном уровне. Основной задачей при расчете ограждающей конструкции вагона-холодильника является определение рациональной толщины теплоизоляционного слоя в зависимости от технических требований и экономической целесообразности.

---

По таблице 1 [3] для перевозимого груза (субпродукты) принимаем режим перевозки с температурой внутри грузового помещения tв = -10°С. По таблице 4 [3] при среднегодовой температуре 12,6°С (г. Новоросийск) нормативный коэффициент теплопередачи для стен Kст = 0,270 Вт/(м²*К), для крыши Ккр = 0,223 Вт/(м²*К).

Таким образом, наибольшие теплопритоки будут поступать через ограждение пола, поэтому для него необходимо определить толщину изоляционного слоя. На рисунке 1 приведено сечение пола кузова вагона

Значения коэффициент теплопередачи для пола принимаем на 12...14 % больше, чем для стен Кпол = 0,303 Вт/(м²*К).

1 - резина δ1=0,004м, λ1=0,16Вт/(м*К); 2-дерево δ2 = 0,045 м, λ2 = 0,14 Вт/(м*К); 3 -пенополистирол δ3 =0,080м, λ3=0,038Вт/(м*К); 4-сталь δ4=0,003м, λ4=58Вт/(м*К).

Рисунок 1 - Сечение пола грузового помещения

Определение потребной толщины, м, изоляционного слоя ограждения производится, исходя из условия обеспечения наименьшего значения коэффициента теплопередачи ( интенсивность теплопритоков или теплопотерь ) при заданном температурном напоре:

, (1)

где - толщина изоляционного и других слоев материалов, составляющих

ограждающую конструкцию, м;

- коэффициенты теплопроводности, Вт/(м К), изоляционного и других

слоев конструкции ограждения вагона;

К_н - нормативный коэффициент теплопередачи, Вт/(м² К);

- коэффициенты теплоотдачи, Вт/(м² К), из внешней среды к наружной

поверхности вагона и от внутренней поверхности ограждения кузова

к воздуху внутри вагона. Значение принимаем 5.8 Вт/(м² К).

При ориентировочных расчетах для определения величины коэффициента радиационного и конвективного теплообменов можно пользоваться формулой [ с.10,(1)]

(2)

где - коэффициент радиационного теплообмена, =9.3 Вт/(м² К);

V - скорость движения вагона, V=100 км/ч;

l - длина омываемой воздухом поверхности, l=21 м.

Подставляя численные значения, получаем, для пола

Вт/(м² К).

Значения коэффициента αв для стен и крыши кузова можно принимать – 8,7, для пола – 5,8 Вт/(м² К).

Определяем толщину изоляционного слоя, подставляя значения в формулу (1) получаем:

.

Конструктивное оформление ограждения влияет на условия теплопередачи, поэтому при определении теплопритоков (теплопотерь) в вагон-холодильник пользуются приведенным коэффициентом теплопередачи для всей площади ограждения кузова

Величина приведенного коэффициента теплопередачи для ограждения, определяется по формуле :

, (3)

где 1.3 – коэффициент, учитывающий наличие тепловых мостиков в элементах

ограждения и старение теплоизоляции;

к_i – коэффициент теплопередачи отдельной части ограждения, Вт/( ),

---

Fi - площадь теплопередающей поверхности отдельного элемента.

Определяем площади теплопередающих поверхностей ограждения кузова.

Наружные размеры кузова: длинна по концевым балкам Lк =21м, ширина грузового помещения B=3,1м, высота боковой стены снаружи H=2,7м, радиусы сечения крыши вагона в средней части R1=2м, у боковых стен R2=0,4м.

Площадь боковой стены

.

Площадь пола

.

Площадь крыши

,

где - длины дуг, образующие крышу, м.

Длина дуги определяется по формуле

,

где R-образующий дугу радиус,м;

φ-угол, ограничивающий дугу, град.

Угол φ1 можно определить

,

,

.

Площадь торцевой стены

.

Площадь сектора и треугольника определяются по формулам

.

Тогда

,

.

Общая площадь теплопередающей поверхности

.

Подставив в формулу (3) расчетные данные получим

Вт/( ),

В дальнейших расчетах курсового проекта будем использовать значение коэффициент теплопередачи ограждения кузова вагона полученного по формуле (3) и равного – 0,34 Вт/( ).

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 (4)

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:

. (5)

Подставив в формулу (5) числовые значения получим:

.

Приближенно теплопритоки от действия солнечной радиации можно рассчитать по формуле:

(6)

где - расчетная поверхность ограждения, подвергающаяся солнеч-

ному облучению, принимаем равной 35% от поверхности

ограждения, ;

---

- максимальная температура поверхности принимаем равной

= ;

- продолжительность солнечного облучения в течение суток;

принимаем равной 14ч.

.

Теплопритоки от инфильтрации находим по формуле:

(7)

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 величины находим 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 ]:

(8)

где - суточная кратность обмена воздуха в вагоне .

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

(9)

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 ]:

(10)

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 ]:

(11)

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]:

(12)

где интенсивность тепловыделений от груза, Вт/т;

масса перевозимого груза.

---