5. Определение расстояния между станциями экипировки рпс, пунктами технического обслуживания и указание их на схеме заданного направления.

Вспомогательные пункты экипировки предназначены для снабжения РПС дизельным топливом, смазкой и водой. Расстояние, которое может преодолеть РПС без дозаправки топливом дизель-генераторных установок, зависит от ёмкости топливных баков, суточного расхода топлива и маршрутной скорости «холодных поездов» и автономных рефрижераторных вагонов:

L=(Go-2gсут)vм/gсут,

где Go –вместимость топливных баков единицы РПС, л;

gсут – суточный расход топлива всеми дизелями РПС при 20-часовой работе с полной нагрузкой, л/сут;

2gсут – резервный запас топлива, л;

vм – гарантированная скорость, км/сут.

Тип РПС	Go	gсут, л/сут	Vм, км/сут	Lэ, (L=4413)
5-вагонная секция БМЗ	7400	720	500	4139
5-вагонная секция ZB-5	1440	80	420	6720
АРВ - Э	1000	80	420	4410

Lэ1=(7400-2*720)500/720=4139км,

Lэ2=(1440-2*80)420/80=6720км,

Lэ3=(1000-2*80)420/80=4410км.

В результате полученных данных из таблицы следует, что в пути следования потребуются остановки под технические операции для «холодных поездов», несущих в себе 5-вагонные секции БМЗ и автономные рефрижераторные вагоны со служебным отделением (снабжение дизельным топливом, смазкой и водой).

6. Расчёт эксплуатационных теплопритоков в рефрижераторный вагон при перевозки заданного груза летом при заданных параметрах наружного воздуха и возможности их подавления ХМ-ми; определение расхода технического ресурса энергетического оборудования.

Вариант №0

Груз: Мясо замороженное в блоках, имеющее перед погрузкой низкотемпературную заморозку – 5-вагонная секция БМЗ.

Перевозится при температуре -15…-18°С.

Полный набор теплопритоков в грузовое помещение вагона включает семь составляющих,

Qтп=SQi, i=1_7

Q1 – теплоприток через ограждения кузова вследствие разности температур tн и tв,

Q1=kp*Fp(tн – tв),

Fp – средняя поверхность ограждений грузового помещения, м²; Fp=234 м²;

tн и tв – температуры воздуха снаружи и внутри вагона; tн=35°С; tв=-18°С

kp –коэффициент теплопередачи ограждений грузового помещения,

kp =0,33 Вт/ м2К.

Q1=0,33*234(35+18)=4092,66Вт.

Q2 – теплоприток при принудительной замене воздуха грузового помещения наружным за счёт естественного воздухообмена через неплотности кузова,

Q2 = Vвоρ(iн – iв),

где Vво – инфильтрация воздуха через неплотности кузова м³/ч. Принимаем в обычных условиях Vво=0,3Vполн; в режиме принудительного вентилирования через систему “наружный забор – дефлектор” воздухообмен принимает организованный характер, в этом случае следует принять Vво=0,8Vполн.

Vво=0,3*136=40,8 м³/ч.

ρ- плотность наружного воздуха при заданных температуре tн и относительной влажности φн.

ρ=(1- φн) Ρс+ φнΡв,

Ρв и Ρс – плотность сухого и влажного воздуха при tн;

iн и iв – энтальпии воздуха, соответственно наружного и в грузовом помещении, при заданных температуре и влажности (φв= 0,9) кДж/кг, определяются по i, d –диаграмме влажного воздуха в точке пересечения линий температуры и относительной влажности.

iн =70 кДж/кг , iв=-16 кДж/кг

ρ = (1-0,4)*1,146+0,4*1,121=1,135кг/м³

Q2=40,8*1,135(70-(-16))=3982,488кДж/ч=3982,488/3,6 кДж/сек=1106,247 Вт.

Q3 – теплоприток, связанный с воздействием солнечной радиации,

Q3 = kpFс∆tсτ/24,

где Fс – эффективная поверхность облучения, принимаем Fс=(0,4…0,5)Fр= =0,5*234=117 м²;

τ – эффективная продолжительность периода облучения (12…14ч);

∆tс – превышение температуры облучённой поверхности вагона над температурой необлучённой поверхности,

∆tс=εI/αн,

I – средняя интенсивность солнечной радиации за период облучения (640Вт/м²);

ε – коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью вагона (0,8);

αн – коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к стенке вагона на стоянке (23Вт/(м²К)).

∆tс =(0,8*640)/23=22,2°С.

Q3 =(0,33*117*22,2*14)/24=499,9Вт,

Q4 – теплоприток вследствие работы электродвигателей вентиляторов-циркуляторов в грузовом помещении,

Q4 = Nτв/24,

где N – суммарная мощность электродвигателей ( 4400Вт);

τв – ожидаемое число часов работы вентиляторов-циркуляторов (16ч/сут).

Q4=(4400*16)/24=2933,3Вт.

Q5 – тепловой поток в грузовое помещение при оттаивании с помощью горячих паров хладагента снеговой шубы на испарителе.

Поскольку интенсивность нарастания снеговой шубы прямо зависит от потока наружного воздуха, попадающего в вагон через неплотности кузова.

Q5 = 0,3Q2.

Q5=1106,247 *0,3=331,874Вт.

Q6-теплопоток от охлаждаемых во время перевозки СПГ и тары, в которую они упакованы,

Q6=(Gг*Cг+Gт*Cт)*(tгн-tгк)/τохл

Gг, Gт- масса груза и тары в рассматриваемом вагоне,

Cг, Cт- теплоемкость для груза и тары,

tгн, tгк- начальная и конечная температура груза,

τохл- продолжительность охлаждения плодоовощей в грузовом вагоне.

Так как у мяса начальная и конечная температура одинаковые, теплопоток от охлаждаемых во время перевозки СПГ и тары равен нулю.

Q7-биологическое тепловыделение плодоовощей,

Q7=Gг*qб,

qб- удельная величина биологического тепловыделения.

Биологическое тепловыделение свойственно только живым организмам, поэтому Q7=0.

Qтп= 4092,66+1106,247+499,9+2933,3+331,874+0+0=8963,981Вт.

Х олодопроизводительность располагаемого оборудования Qоэ, Вт:

Qоэ =2Vhλqvβo,

где 2 – число ХМ в грузовом вагоне с индивидуальным охлаждением,

Vh - объём, описываемый за 1 час поршнями в цилиндрах низкого давления двухступенчатой ХМ (82,5 м³/ч),

λ- коэффициент подачи, определяемый по отношению pк/po для одноступенчатой ХМ.

qv- объёмная холодопроизводительность всасываемого компрессором хладагента, кДж/м³.

βo – коэффициент, учитывающий потери холода вследствие наличия снеговой шубы на трубах испарителя (0,9).

Для определения значений λ, qv, зависящих от реальных условий эксплуатации, необходимо построить действительный цикл ХМ.

to=tr-(10…12),

где to- температура кипения жидкого хладагента в испарителе.

tr =tв – температура, задаваемая режимом перевозки СПГ, С°;

tk =tн +(12..15),

где tk- температура паров хладагента в конденсаторе, С°;

tн -температура наружного воздуха, С°.

to=-18-10=-28 С°,

tk=35+12=47 С°.

По найденным температурам на диаграмме состояний в координатах lg p,i определяем давления кипения и конденсации хладона, также все точки действительного цикла и отвечающие им значения энтальпий, и удельный объём всасываемых в компрессор паров хладагента v1.

λ = 0,855-0,0425(p_к/p_o)= 0,855-0,0425(1,4МПа/0,13МПа)=0,397

qv= (i1-i4)/ v1.

q =(540-446)/0.13=723кДж/м³.

Qоэ= 2*82,5м³/ч *0,397*723кДж/м³*0,9=42624,1 кДж/ч=10929,257Вт.

Реализуемая холодопроизводительность

Qоэ(р)= Qоэ(22/24).

Qоэ(р)= 10929,257 (22/24)=10018,485Вт.

Коэффициент рабочего времени холодильного оборудования,

b= Qтп/ Qоэ(р), (b<1).

b =8963,981/10018,485Вт= 0,89

Время работы ХМ и дизель-генераторов в гружёном рейсе определяет расход из технического ресурса Tp,

Tp= 24bTу,

Tp = 24*0.89*12=256,32ч.