Файл: малина.doc

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 (2.3) и равного – 0,329 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 (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 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 ]:

(3.5)

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 ]:

(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.

4 РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИКЛА

ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Определяем температурный режим холодильной машины.

Рабочий температурный режим холодильной машины характеризуется термическими параметрами состояния жидкого хладагента: температурами испарения конденсации переохлаждения Эти параметры определяются в зависимости от конкретных значений температуры наружного воздуха и температуры внутри вагона-холодильника. Для холодильных установок непосредственного охлаждения принимаются оптимальные разности, соответствующие наименьшей величине суммарных расходов на производство холода [1, с.18]:

t_в-t_o=10…12⁰C;

t_к-t_н=12…15⁰C;

t_к-t_пер=6…10⁰C.

Тогда

Проверяем на потребное число ступеней сжатия. Для одноступенчатого сжатия должны выполняться следующие условия:

(4.1)

По таблице 10 [ 1, с.40 ] для паров хладогента R12 при температуре конденсации t_к=50°С абсолютное давление при температуре испарения t_о=-18°С давление р₀=0,1634 МПа;

Тогда

Так как условия для одноступенчатого сжатия не выполняются, то принимаем двухступенчатое сжатие.

По определенному температурному режиму t_о, t_к и t_пер строим теоретический цикл в координатах ln p-i.

Рисунок 1 - Теоретический холодильный цикл одноступенчатого сжатия. Диаграмма .

По полученным значениям энтальпий определяем основные показатели холодильного цикла[ 1, с.22-25 ]:

1. удельная холодопроизводительность хладагента, кДж/кг:

(4.3)

2. удельная теплота сжатия 1кг паров в компрессоре , кДж/кг:

(4.4)

3. удельная теплота конденсации, кДж/кг:

(4.5)

4. удельная теплота переохлаждения, кДж/кг:

(4.6)

кДж/кг

5. холодильный коэффициент цикла:

(4.7)

.

6. расчет часового массового расхода хладагента определим по формуле:

(4.8)

7. теоретическая мощность, требуемая для сжатия паров:

(4.9)

8. часовое количество теплоты, отдаваемое хладогентом при конденсации:

(4.10)

9. количество теплоты, отдаваемое хладагентом при переохлаждении:

(4.11)

---

5 РАСЧЁТ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА ХОЛОДИЛЬНОЙМАШИНЫ

Производим расчет часовой холодопроизводительности по формуле [21, с.19 ]:

, (5.1)

где Q₀– требуемая холодопроизводительность в заданных рабочих условия перевозки груза Вт;

q_v – теоретическая объемная холодопроизводительность хладагента, Вт/м², рассчитывается по формуле:

q_v=q₀/V₁; (5.2)

V₁=0,1м³ из диаграммы;

 – коэффициенты подачи компрессора в тех же условиях при соответствующих степенях сжатия [ 1, с.20 ],

=0,855 – 0,0425(P_пр. /P₀ ). (5.3)

=0,855–0,0425(0,44/0,1634)=0,74

V_h – часавой рабочий объём, описываемый поршнями;

V_вс – объём всасываемых компрессором паров,

Тогда подставив значения величин в формулу (5.1) получаем, что

Часовое количество теплоты, отдаваемое хладагентом при конденсации

Q_к = Q₀ + 1000N_a (5,6)

Q_к = 8791,2 + 1000·2,76 = 11551,2 Вт.

---

4 РАСЧЕТ ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПРЕССОРА В СТАНДАРТНЫХ УСЛОВИЯХ

Расчёт производится по следующей формуле

где q_{vc ,} q –теоретические объёмные холодопроизводительности хладагента в стандартных и рабочих условиях;

q_vc= 1333,5 м³/ч

λ_с – степень сжатия в стандартных условиях, λ_с= 0,682

---