Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении

Gбр - количество груза в вагоне по заданию,

Gбр = 36 т брутто (груз + тара).

Тогда mг = (4,3 0,75 0,96) : (1 + 41) = 0,098 (°С/ч).

Теплотехнические характеристики грузового автономного рефрижераторного вагона

К ним относят расчётный и температурный напор (?), максимальный температурный напор (?) и коэффициент теплопередачи () через ограждения кузова вагона.

Величину ? определяют вычитанием среднего значения температурного режима (°С) из расчётной температуры наружного воздуха (= -1°С).

Тогда ? = -1 - (5+2) : 2 = -4.5 ( K).

Максимальный расчётный температурный напор ?, при котором прекращается полезная работа холодильных машин, является характеристикой вагона и зависит от года его выпуска [4,табл П9.1]. Год выпуска установлен(условно) вычитанием заданного срока службы вагона из текущего года выполнения курсового проекта. Тогда год выпуска вагона Дессау 2016 - 15 = 2001. Значит, ?=65 К.

Расчётный коэффициент теплопередачи определяют, Вт/(*К):

,

где - паспортное значение расчётного коэффициента теплопередачи = 0,35 Вт(*K) [4,прил 1];

- коэффициент, учитывающий изменение свойств ограждающих конструкций грузового помещения от случайных факторов, = 1,42 ( при p = 0,80) [4,табл П9.2].

Тогда = 0,35 * 1,42 = 0,5 (Вт/*K)).

Основные характеристики теплообменных процессов

Это скорость охлаждения свободного воздуха в грузовом помещении (), скорость охлаждения груза (), продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении (фв), продолжительность охлаждения груза (фг).

Скорость охлаждения воздуха в грузовом помещении рефрижераторного вагона , °С/ч, определяют по формуле:

,

где

числа - эмпирические коэффициенты;

- эмпирический коэффициент, который учитывает влияние температурного напора и свойств изоляции вагона на скорость теплообменных процессов в грузовом помещении, =5,54 ( при ?= -4,5 К, ?=65 К, = 0,5 (Вт/*K)) с учётом интерполирования данных [4,табл. П9.1] применительно к вагону Дессау выпуска после 1985 г);

- эмпирический коэффициент, учитывающий степень биохимических тепловыделений плодоовощей при охлаждении, = 0,98 ( при qбох = 39,2 Вт/т[4,табл.П9.3]; Pв - заданная грузоподъёмность вагона, Pв = 48 т. Gбр, kш,kт - определены выше.

Тогда bв = 4,18( ?C/ч).

Скорость охлаждения арбузов в грузовом помещении вагона Дессау определяют по формуле:

,

где - величины, определённые ранее; ограничение по связано с необходимостью регулирования температурного режима в заданных границах.

Тогда = 0,098 * 5,54 * 0,98 = 0,53 ( ?C/ч). С учётом ограничения по принимаем = 0,098. ( ?C/ч)

Продолжительность охлаждения воздуха (фв) и арбузов - груза (фг) в гружённом рейсе определяют:

фв = (tв.п.п - tв.н) : bв = (8-2) : 4,18 = 1,5 (ч)

фг = (tг.п.п - tв.в) : bг = (8-5) : 0,098 = 30 (ч).

При общей продолжительности рейса фо.б = 24*9 = 216 (ч) груз успевает охладиться и будет следовать в охлаждённом виде 186 часа.

3.4 Мощность теплопоступлений в грузовое помещение вагона

Сначала определяют мощность каждого теплопритока в отдельности аналитическим методом [2,гл.8], [4,раздел 6], а потом их алгебраическую сумму в двух вариантах. Один вариант суммы соответствует набору теплопоступлений при охлаждении груза в пути, другой - в процессе перевозки груза уже в охлаждённом состоянии. Ниже приводится расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторный вагон при перевозке арбузов.

Мощность теплового потока вследствие теплопередачи через ограждения кузова вагона, кВт/ваг.:

QТ = [Fp• (tp-tв) + Fм • (tм-tв)] • kp,

где Fp -полная расчётная поверхность грузового помещения, Fp= 227 м2[4,прил 1]; tp - расчётная температура наружного воздуха на направлении перевозки, tp= -3 ?С; tв - среднее значение температурного режима перевозки груза(см.табл.2), tв =(2+5):2 = 3,5 ( ?C); Fм - расчётная поверхность машинных отделений, контактирующих с грузовым помещением, Fм=10.8 м2; [4,прил 1].

tм - температура воздуха в машинном отделении, которая на 4 ?С выше расчётной температуры наружного воздуха вследствие теплоотдачи холодильными машинами,

tм=-3+4 = 1 ?С;

kp - расчётный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций грузового помещения вагона, kp = 0,5 Вт(м2•К).

Тогда QТ= [227• (-3-3,5) + 10,8 • (1-3,5)] • 0,5 = -0,75( кВт/ваг.)

Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздуха внутрь грузового помещения вагона, кВт/ваг.:

QИ = сн• ??И • Vp •(iн - iв)•3600-1, где

сн - плотность наружного воздуха, сн= 1,307 кг/м3( при tp= -3 ?C [4,табл П10.1]; ??и - кратность инфильтрации воздуха в ограждениях грузового помещения и в вентиляционной системе, ??и = 0,26 ч-1( при средней скорости движения вагона 17 км/ч и сроке службы вагона 15 лет [4,прил 11]); Vp = 113 м3[4,прил 1]; iн- удельное теплосодержание наружного воздуха при температуре -3 ?С и влажности 42 % , iн= - 0,1 кДж/кг [4,табл П.10.2]; iв - удельное теплосодержание воздуха внутри грузового помещения в режиме перевозки относительной влажности 90% iв = 14 кДж/кг.(см.там же)

Тогда Qи = 1,307• 0,26 • 113 •(- 0,1 - 14)•3600-1= -0,15 (кВт/ваг)

Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ваг., определяют дважды - на рисунке пути,когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений Qб1 и на участке пути движения груза в охлаждённом состоянии (Qб2);

Qб1= qб ох • Gгр• 10-3;

Qб2= qб р • Gгр• 10-3, где

qб ох - удельные тепловыделения плодоовощей при их охлаждении, qб ох= 39,2 Вт/т; qб р - то же, в режиме "теплокомпенсация", когда груз охладился, qб р = 28 Вт/т; Gгр - масса перевозимого груза, Gгр= 32 тонн нетто(по заданию).

Тогда Qб1= 39,2 • 32• 10-3=1,25(кВт/ваг);

Qб2= 28 • 32• 10-3=0,9 (кВт/ваг).

Мощность теплового потока от воздействия солнечной радиации, кВт/ваг:

Qc= [Fp•tэ.р + (Fб.с • tэ.в + Fк• tэ.г) • ??с] • kp? фc• 24-1•10-3, где

Fб.с - поверхность боковых стен вагона, Fб.с= 55 м2[4,прил 1]; Fк - то же, крыши, Fк=67 м2(см.там же); tэ.р - эквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности вагона при наличии и отсутствии солнечной радиации на условно заданной широте местности 60 град. сев. ш. в зимний период, tэ.р= 0,6 К[4,табл П 12.1]; tэ.в - то же прямой радиации на вертикальные поверхности, tэ.в=2,4 К(см. там же); tэ.г - то же прямой радиации на горизонтальные поверхности, tэ.г=5,6 К(см. там же); ??с - заданная вероятность солнечных дней в году, ??с =0,33, доли единицы; фc - продолжительность воздействия солнечной радиации, фc = 7 ч/сут [4,табл.П 12.2].

Тогда Qc= [227•0,6 + (55 • 2,4 + 67• 5,6) • 0,33] • 0,5• 7• 24-1•10-3 = 0,045(кВт/ваг).

Мощность теплового потока эквивалентного работе вентиляторов - циркуляторов, кВт/ваг., определяют дважды - на рисунке пути,когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений Qu1 и на участке пути движения груза в охлаждённом состоянии (Qu2);

Qu1=Nц • о ? [ фВ + хц1 (фг - фВ)] • фг-1;

Qu2=Nц • о ? хц2 , где

Nц - суммарная мощность электродвигателей вентиляторов - циркуляторов, Nц = 1,8 кВт/ваг. [4,прил 1]; о - коэффициент трансформации механической энергии вентиляторов - циркуляторов внутри воздуховода в тепловую, о = 0.10; фВ - продолжительность охлаждения воздуха в вагоне, фВ= 1,5 часа; хц1 - коэффициент рабочего времени вентиляторов - циркуляторов при охлаждении груза; хц1 = 0,25 ( при ?tp= -1 и при ?tг=5,75 [4,прил 13]); хц2 - то же после охлаждения груза , хц2 = 0,02 ( при ?tp= -1и при ?tг=0 [4,прил 13]); фг - продолжительность охлаждения груза, фг = 30 ч.

Тогда Qu1=1,8 • 0,1 • [ 30 + 0,25 (30 - 1,5)] : 30 = 0,23 (кВт/ваг.);

Qu2=1,8 • 0,1 • 0,02 = 0,0036 (кВт/ваг.).

Мощность теплового потока от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения вагона при вентилировании

,

где

- кратность вентилирования воздуха в грузовом помещении вагона [4,прил.11]

- средняя продолжительность вентилирования грузового помещения , ч/сут.

- плотность наружного воздуха [4,табл. П10.1], кг/м3

= -0,01(кВт/ваг.);

Мощность теплового потока, эквивалентного оттаиванию снеговой шубы на воздухоохладителях холодильных машин, кВт/ваг.

Qш=, где (1)

- удельные теплопоступления в грузовое помещение, эквивалентные теплоте горячих паров хладагента, подаваемых в воздухоохладитель для снятия снеговой шубы, а также теплоте, погашаемой при восстановлении температурного режима перевозки, = 120 мДж; - количество раз снятия снеговой шубы за перевозку , определяемое по формуле (1); - общая продолжительность перевозки, = 216 ч;

,

Где - логическая операция округления результата деления до целого числа в меньшую сторону; - периодичность снятия снеговой шубы в зависимости от температуры и кратности инфильтрации наружного воздуха, температуры воздуха и груза внутри вагона, = 15 сут (при ??и= 0,26 и ?tp= -0,1 [4,прил. 14]).

Тогда

= =0,

соответственно Qш = 0 (кВт/ваг).

Мощность теплового потока от груза и тары при охлаждении, кВт/ваг.

Qг = (Cг• Gг + Cт• Gт)• bг• 3600-1, где

Cг - теплоёмкость груза, Cг= 3,6 кДж/(кг• ?С); [4,прил 3]

Cт - теплоёмкость тары(поддон ящичный деревянный), Cт= 2,5 кДж/(кг• ?С); [4,прил 3]

Gг - масса груза (по заданию), Gг= 36000 кг;

Gт - масса тары (по заданию), Gт= 4000 кг;

bг - скорость охлаждения груза,

bг = 0,098 ?С/ч.

Тогда Qг = (3,6• 36000 + 2,5• 4000)• 0,098 • 3600-1 = 3,8 (кВт/ваг).

Мощность теплового потока от кузова и оборудования вагона при охлаждении в пути следования, кВт/ваг.

Qк=

Тогда Qк= = -0,008(кВт/ваг.).

Таблица 3 - Калькуляция мощности теплового потока для гружёного рейса при перевозке арбузов.

3.5 Показатели работы дизель - генераторного и холодильного оборудования

Здесь рассчитывают:

- коэффициент рабочего времени холодильных машин (хx) с выводом о том, справляется это оборудование с отводом теплопритоков или нет;

- расход дизельного топлива с выводом о необходимости или отсутствии дополнительной экипировки РПС в пути.

Суммарная мощность теплового потока до охлаждения арбузов (Qоб1) и после охлаждения (Qоб2) - положительная (см.табл.3).

Значит определяется коэффициент рабочего времени работы холодильного оборудования при охлаждении груза (хx1) и после охлаждения (хx2);

хx1(2) = где

- расчётный тепловой напор через ограждения кузова вагона, = -4,5

- максимальный температурный напор через ограждения кузова вагона, при котором прекращается полезная работа холодильных машин, = 65 К;

- паспортная мощность холодильных машин, = 19 кВт[4,прил. 1].

Тогда

хx1 = = = 0,22.

хx2 = = = 0,0002.

Фактический расход дизельного топлива на маршруте определяют:

Gф = 1,1g [фв•nд1 + хx1• (фг- фв) + хx2•(фоб- фг)], где

1,1 - коэффициент, учитывающий разогрев дизеля перед запуском;

g - удельный расход дизельного топлива, g = 20 кг/ч; [4,прил 1].

фг - продолжительность охлаждения груза, фг= 30 ч;

фв - продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении транспортного модуля, фв= 1,5 ч;

nд1- количество работающих дизелей в нестационарном температурном режиме перевозки, nд1 = 1, так как хx1<0,5;

фоб- общая продолжительность рейса, фоб= 216 ч.

Тогда Gф = 1,1•20 [1,5•1 + 0,22• (30 - 1,5) + 0,0002•(216 - 30)] = 171,2 (кг).

Запас дизельного топлива в баках служебного вагона секции Gзап составляет 7950 - 1680 = 6270 (кг), что намного больше фактического расхода. Значит дополнительная экипировка рефрижераторной секции в пути не требуется.

Размещено на Allbest.ru