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

Расстояние, которое может преодолеть РПС без дозаправки топливом дизель-генераторных установок, зависит от емкости топливных баков, суточного расхода топлива и маршрутной скорости «холодных» поездов:

,

где для 5-вагонной секции БМЗ:

- вместимость топливных баков;

- суточный расход топлива всеми дизелями РПС при 20-часовой работе с полной нагрузкой;

- резервный (двухсуточный) запас топлива, л;

- гарантированная (маршрутная) скорость;

;

для 5-вагонной секции АРВ-Э:

L=(1000-2·80)420/80=4410км;

Для ZB-5:

L=(5760-2·320)420/320=6720км;

Таблица 5

Тип РПС	Go	gсут, л/сут	Vм, км/сут	Lэ, (L=5900 км)
5-вагонная секция БМЗ	7400	720	500	4138
5-вагонная секция ZB-5	1440	80	420	6720
АРВ - Э	1000	80	420	4410

Т. к. расстояние от Владивостока до Новосибирска больше этого значения, то я делаю вывод о том, что необходима остановка на станции Уссурийск (112 км) для технического обслуживания.

6. Расчет эксплуатационных теплопритоков в рефрижераторный вагон при перевозке заданного груза летом при заданных параметрах наружного воздуха и возможности их подавления холодильными машинами; определение расхода технического ресурса энергетического оборудования

Полный набор теплопритоков в грузовое помещение вагона включает семь составляющих

Q₁ – теплоприток через ограждения кузова вследствие разности температур t_н и t_в,

,

где F_р = 234 (м²) – средняя поверхность ограждений грузового помещения;

K_р = 0,47 Вт/(м²*К) – коэффициент теплопередачи ограждений грузового помещения;

t_н = 29 ^о С, t_в = -3 ^о С – температуры воздуха снаружи и внутри вагона,

Q₁ = 0,47*234*(29-(-3)) = 3519 (Вт)

- теплоприток при принудительной замене воздуха грузового помещения наружным и за счет естественного воздухообмена через неплотности кузова,

где - инфильтрация воздуха через неплотности кузова,

V_в0 = 0,3*V_полн в обычных условиях транспортировки,

V_0e = 0,3*140,8 = 42,24 (м³) ;

- плотность наружного воздуха при заданных температуре t_н и относительной влажности ,

,

где - соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при t_н:

p_c = 1,169 (кг/м³),

р_в = 1,151 (кг/м³),

р = (1+0,5)*1,169 + 0,5*1,151 = 1,16 (кг/м³)

i_в = 4 кДж/кг, i_н = 61 кДж/кг,

Q₂ = (0,3·140,8·1,16· (61-4))/3,6 = 775,808 (Вт);

- теплоприток, связанный с воздействием солнечной радиации,

,

где - эффективная поверхность облучения,

F_c = 0,4·234 = 93,6 (м²),

τ=13 ч - эффективная продолжительность периода облучения,

-превышение температуры облученной поверхности вагона над температурой необлученной поверхности;

где I=640 Вт/м² - средняя интенсивность солнечной радиации за период облучения,

- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью вагона,

α_н=23 Вт/(м²·К) - коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к стенке вагона на стоянке,

,

Q₃ = (0,47·93,6·22,26·13)/24 = 530,43 (Вт);

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

,

где N = 4400 Вт - суммарная мощность электродвигателей;

τ_в=16 ч/сут - ожидаемое число часов работы вентиляторов-циркуляторов,

Q₄= (4400·16)/24 = 2933,33 (Вт);

- тепловой приток 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, можно принять

,

Q₅ = 0,3·775,808 = 232,74 (Вт);

Q_тп =3519+1557,5+530,43+2933,33+467,25 = 7991,31 (Вт);

Холодопроизводительность располагаемого оборудования находят по формуле:

,

где 2 - число холодильных машин в грузовом вагоне с индивидуальным охлаждением;

Vк = 82,5 м³ - объем, описываемый за один час поршнями компрессора в цилиндрах в одноступенчатой холодильной машине (ХМ);

- коэффициент подачи, определяемый по отношению р_к/р_о,

= 0,855-0,0425*(р_к/р_о),

-объемная холодопроизводительность всасываемого компрессором хладагента,

- коэффициент, учитывающий потери холода вследствие наличия снеговой шубы на трубах испарителя, в вагонах с индивидуальным охлаждением.

Для определения значений и , зависящих от реальных условий эксплуатации, необходимо построить действительный цикл холодильной машины на p,i-диаграмме для хладона. Отправные требования при этом даются соотношениями, справедливыми для установившихся режимов работы оборудования:

,

где - температура кипения жидкого хладагента в испарителе;

t_Г=t_в – температура, задаваемая режимом перевозки скоропортящегося груза, ^о С;

t₀ = -3 - 12 = -14^о С;

Температура паров хладагента в конденсаторе:

,

где t_н = 29 ^оС - температура наружного воздуха,

t_к = 29 + 14 = 43 ^о С;

Дополнительно задаются значениями

t_вс=t_o+(10…15), t_п=t_к – (4…5),

t_вс=-14+15=1 ^оС, t_п=43-4=39 ^оС,

при наличии в схеме ХМ регенеративного теплообменника (5-вагонная секция БМЗ);

t_вс – температура слегка перегретых паров хладагента, всасываемых компрессором, ^оС;

t_п – температура переохлаждённого жидкого хладагента перед дросселирующим устройством, ^оС.

По найденным температурам на диаграмме состояний в координатах lg p,i определяем давления кипения p_о = 0,17 МПа и конденсации p_к = 1,1 МПа хладона, все точки действительного цикла и отвечающие им значения энтальпий, а также удельного объема всасываемых в компрессор паров хладагента V₁ = 0,09 м³/кг.

Этих данных достаточно для нахождения величин и ,

λ= 0,855 – 0,0425*(1,1/0,17)= 0,58,

q_v = (561 – 439)/0,09 = 1355,56 (кДж/м³),

Q_oэ = (2·82,5·0,58·1355,56 ·0,9)/3,6 = 32431,77 (Вт);

Реализуемая холодопроизводительность будет меньше величины , ввиду технологического ограничения максимальной продолжительности непрерывной работы компрессора (22 ч/сут).

,

Q^p_0э = 32431,77*(22/24) = 29729,13 (Вт);

Сопоставление и Q_тп позволяет найти коэффициент рабочего времени холодильного оборудования

,

b = 7991,31/29729,13 = 0,27,

очевидное условие достаточной мощности : b<1. В этом случае время работы холодильных машин и дизель-генераторов в груженом рейсе определяет расход их технического ресурса,

,

где Т_у = 14 - уставной срок доставки масла сливочного,

Т_р = 24*0,27*14 = 90,72 (ч)