Расчётная температура наружного воздуха на маршруте

Расчётную температуру наружного воздуха на маршруте следования арбузов определяют, °С, по формуле:

,

где X - квантиль надёжности расчёта теплопритоков, X = 0,84 ( при заданном значении P = 0,80[4,табл.3.1]) - среднеквадратичное отклонение температуры наружного воздуха от её среднего значения, = 2.

Произведение принято со знаком "-", так как перевозка осуществляется в зимний период года. Следовательно,

= -1-0,84*2 = -3 ( °С).

Характеристика теплообменных процессов в гружённом рейсе

В грузовое помещение вагона поступают неохлаждённые арбузы при температуре t г.н. = 8 °С ( по заданию). Поскольку тип грузового фронта и время погрузки не даны в условии, примем расчётную температуру воздуха на фронте погрузки () и расчётную температуру наружного воздуха () одинаковыми, т.е = = -3°С. По Правилам предварительное отепление рефрижераторных вагонов для неохлаждённых грузов не производят. Поэтому температура воздуха в вагоне на момент начала погрузки будет такая же: = -3 °С.

В процессе погрузки температура воздуха в вагоне будет повышаться до значения, близкого к температуре арбузов. Образуется температурный напор, и появляются холодопритоки через ограждения вагона и открытую дверь. К концу погрузки значение условно можно принять равной , т.е = = 8 °С.

После погрузки и закрытия дверей рефрижераторного вагона запускают дизель - генераторы, устанавливают температурный режим (= 5°С, = 2 °С) и включают холодильное оборудование. При этом сначала начинают работать вентиляторы - циркуляторы, с помощью которых температурные поля свободного воздуха и груза, показанные на рис. 1, выравниваются, т.е температура свободного воздуха внутри вагона после погрузки( ) становится примерно равной т.е 8 °С. Через 7..10 минут после включения вентиляторов - циркуляторов автоматически включаются холодильные машины.

Из воздухораспределителя в грузовое помещение вагона начинает поступать холодный воздух, нагнетаемый вентиляторами-циркуляторами, и заполнять свободное пространство вокруг и внутри штабеля груза. Нагретый от груза и стен вагона тёплый воздух направляется к испарителям холодильных машин, охлаждается и снова нагнетается в воздухораспределитель. Так происходит охлаждение воздуха, тары вагона и груза.

Время первоначального охлаждения воздуха в вагоне (в) будет длиться до тех пор, пока температура не достигнет нижней границы температурного режима (tв.н = 2 °С). Холодильные машины отключают. За счёт электропечей воздух в вагоне будет нагреваться. При повышении температуры воздуха до верхней границы температурного режима (tв.в = 5 °С) вновь включают холодильные машины, и процесс повторяется. По мере охлаждения груза интервалы между выключением и включением холодильных машин заметно увеличиваются. При продолжительности пауз в работе холодильных машин более 9 мин вентиляторы-циркуляторы (на время пауз) автоматически отключаются.

Охлаждение груза до верхней границы температурного режима (см. рис. 1), осуществляется за время г, соответствующее длительности теплообменного режима "охлаждение груза", затем наступает режим "теплокомпенсация", который сохраняется до конца перевозки.

Теплотехнические характеристики неохлаждённых арбузов

К таким характеристикам относят условный коэффициент скважности применяемой тары (), условный коэффициент плотности штабеля груза (), удельные тепловыделения плодоовощей в среднем за время охлаждения ( ) и после охлаждения (), скорость теплоотдачи груза ().

Упаковка арбузов отсутствует, в качестве тары принят ( самостоятельно) ящичный поддон складно1 сетчатый с крышкой. Штабель груза в вагоне сформирован плотно - вертикальным способом (см.табл.2)

В этом случае:

  • - степень скважности тары т = 0,90; [4,прил 5].
  • - степень плотности штабеля груза ш = 0,9; [4,прил 6].
  • - удельные тепловыделения арбузов в среднем за время охлаждения с 8 °С до 3,5°С

qб1 =39,2 Вт/т [2,табл 4.2].

- удельные тепловыделения арбузов в среднем после охлаждения qб2= 28 Вт/т, [2,табл 4.1].

Скорость теплоотдачи груза определяют, °С/ч:

,

где числа - эмпирические коэффициенты;

kш - поправочный эмпирический коэффициент, который учитывает степень плотности штабеля груза, kш = 0,75 (при ш = 0,9 [4,табл П9.4]);

kт - то же, учитывает степень скважности тары,

kт = 1,12 (при т = 0,9 [4,табл П9.4]);

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.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >