Основы холодильной техники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Существование человечества в современном мире немыслимо без холодильной техники. Возросшие за последние годы требования к технологии перевозки скоропортящихся грузов вызывают необходимость создания рефрижераторного подвижного состава, полностью удовлетворяющего требованиям производителей продовольствия. Основным элементом современного железнодорожного хладотранспорта является рефрижераторный подвижной состав, имеющий общую или индивидуальную для каждого вагона энергетическую установку и источник получения искусственного холода - холодильную машину.

В парке изотермического состава используются секции ZА-5. Рефрижераторная секция типа ZА-5 предназначена для перевозки скоропортящихся грузов, которые для сохранения качества требуют поддержания температуры в грузовом помещении от -12 до +14 Со при колебаниях температуры наружного воздуха от -45 до 30 С.

Секция состоит из трёх грузовых и двух комбинированных вагонов: вагона с машинным отделением и служебным помещением, вагона с дизель-электростанцией, двух вагонов с машинным отделением и грузовым помещением, вагона с тормозной площадкой, грузовым помещением и машинным отделением. Все вагоны построены по габариту 1-В и конструктивно аналогичны вагонам 12-вагонной секции.

1. Расчет приведенного коэффициента теплопередачи ограждений помещения вагона

1.1 Выбор основных размеров кузова

Для заданного типа вагонов в соответствии с [1] выбираем размеры стен, крыши, пола, которые приведены на рис 1.

Рисунок 1 Геометрические размеры вагона

1.2 Определение площади теплопередающих поверхностей

Расчетная площадь теплопередающей поверхности помещения вагона представляет собой среднегеометрическую величину площадей наружной Fн и внутренней Fвн поверхностей:

. (1)

Расчет ведется по отдельным элементам ограждения (боковая и торцевая стены, окна, пол и крыша).

В приближенных расчетах площадь крыши можно принять на 12-15% больше площади пола, площадь торцевой стены, как площадь прямоугольника со средней высотой в сегментной части.

Таблица №1 Структура элементов ограждения

Таблица №2 Техническая характеристика заданного вагона

* В скобках данные о вагонах со служебным отделением и вагоне-электростанции.

** Вторая и третья цифры - соответственно данные о вагоне со служебным отделением и вагоне - электростанции.

- Пол:

;

;

Подставим значения в формулу (1), получим:

.

- Крыша:

.

- Торцевая стена:

;

;

Подставим значения в формулу (1), получим:

.

- Боковая стена:

;

;

Подставим значения в формулу (1), получим:

.

Общая площадь:

.

1.3 Коэффициент теплопередачи поверхности ограждения

теплопередача вагон кузов

Основным показателем теплотехнических качеств кузова вагона является коэффициент теплопередачи его ограждений. Средний коэффициент теплопередачи в целом по кузову вагона определяется как средневзвешенная величина коэффициентов теплопередачи всех элементов:

, (2)

где - коэффициент теплопередачи элемента ограждения;

- среднегеометрическая площадь этого элемента;

- среднегеометрическая площадь этого элемента;

- количество элементов ограждений.

1.4 Коэффициент теплопередачи элемента ограждения

Коэффициент теплопередачи элемента ограждения, в зоне которого конструкция не изменяется, можно записать как коэффициент теплопередачи через плоскую многослойную стенку:

, (3)

где - коэффициент теплоотдачи от окружающего воздуха к наружной поверхности ограждения поверхности вагона при его охлаждении или от наружной поверхности к окружающему воздуху при отоплении вагона;

- коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения вагона к воздуху при охлаждении или от воздуха к внутренней поверхности при отоплении вагона, на практике =22 ;

- толщина отдельного однородного слоя в конструкции рассматриваемого j-го элемента;

- коэффициент теплопроводности j-го элемента;

- число рассматриваемых слоев.

1.5 Коэффициент теплоотдачи

В практике расчетов при определении величины коэффициента теплоотдачи на наружных поверхностях ограждений используется формула:

, (4)

где - скорость движения вагона.

Подставим значения в формулу (4), получим:

.

1.6 Коэффициент теплоотдачи

Коэффициент в случае конвективном теплообмене равен - 7,0 - 9,3 Вт/(м2К)

Принимаем = 8,0 Вт/(м2К).

Следует иметь в виду, что в элементах ограждения есть ?тепловые мостики?: вертикальные стойки в стенах, потолочные дуги, балки в полу и.т.п. В расчете это учитывают увеличением коэффициентов теплопередачи для вагонов со сборной теплоизоляцией на 40%.

Подставим значения в формулу (3), получим:

- Торцевая стена:

. К>на 40%=0,2338

- Боковая стена:

. К>на 40%=0,2338

- Крыша:

. К>на 40%=0,224

- Пол:

. К>на 40%=0,336

Подставим значения в формулу (2), получим:

Размещено на Allbest.ru