2. Теплотехнический расчет рефрижераторного вагона

Расчет рефрижераторного вагона охватывает тепловой расчет, имеющий целью определение общего количества тепла, отводимого при работе холодильной установки вагона, а также установление потребной холодопроизводительности холодильной машины, по которой подбирают компрессор и теплообменные аппараты.

Порядок теплового расчета зависит от состояния груза перед погрузкой, заданного в исходных данных. При проведении теплового расчета для типа РПС, заданного в исходных данных, используют значения величин, указанные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Площади теплопередающих поверхностей и коэффициенты теплопередачи ограждения.

Площадь теплопередающих поверхностей, м^2			Коэффициенты теплопередачи
Вагон 198	Пол 44	Крыша 51		Вагон 0,31	Пол 0,22	Крыша 0,14

2.1. Тепловой расчёт при перевозке предварительно охлаждённого груза.

Уравнение общего теплового баланса имеет вид

, Вт

где – общий теплоприток в грузовое помещение вагона;

– теплоприток через ограждение кузова вагона вследствие разности температур воздуха снаружи и внутри грузового помещения;

– теплоприток вследствие поступления наружного воздуха через неплотности в дверях, люках, местах проходов трубопроводов и др.;

– теплоприток от воздействия солнечной радиации;

– теплоприток вследствие поступления наружного воздуха при вентилировании грузового помещения;

– теплоприток, эквивалентный работе электродвигателей вентиляторов-циркуляторов воздуха в грузовом помещении;

– теплоприток от охлаждения груза и тары в грузовом помещении;

– теплоприток вследствие выделения грузом биологического тепла;

– теплоприток вследствие оттаивания снеговой «шубы» воздухоохладителя. Принимают 200 Вт

Указанные выше элементарные теплопритоки в грузовое помещение вычисляют в зависимости от состояния груза, условий перевозки, типа РПС по формулам

, Вт, (3)

где К_пр – приведенный коэффициент теплопередачи, вычисленный по формуле (2), Вт/м²К;

– площадь теплопередающей поверхности вагона, м². Принимают по таблице 4 в зависимости от типа РПС.

t_{Н.ср.сут} – среднесуточная температура наружного воздуха; при t_Н≥+40 ⁰С принимают значение t_{Н.ср.сут}=+36 ⁰С, а при t_Н<+40 ⁰С принимают t_{Н.ср.сут}= t_Н (см. исходные данные).

t_в – температура воздуха внутри грузового помещения; принимают по Приложению 3.

, Вт, (4)

где 0,3·V_полн=V_во – объем воздухообмена через неплотности, м³/ч; можно принять V_во=50 м³/ч;

V_полн – полный объем грузового помещения вагона, м³ (Приложение 6);

=1,17÷1,20 – плотность влажного воздуха, кг/м³;

i_н, i_в – удельные энтальпии соответственно наружного воздуха и воздуха в грузовом помещении, кДж/кг. Принимают по «i-d» диаграмме по значениям t_н, φ_н и t_в, φ_в=90% (Приложение 4)

, Вт (5)

где Z_со=12÷16 – продолжительность солнечного облучения в течение суток летом, час;

К_кр, К_п – коэффициенты теплопередачи соответственно для крыши и пола, Вт/м²К. Принимают по таблице 4.

=60⁰С – максимальная температура крыши;

=50⁰С – максимальная температура пола.

, Вт, (6)

где n – кратность вентилирования грузового помещения в сутки. Принимают n=10.

При отсутствии вентилирования принимают Q₄=0.

, Вт, (7)

где N_дв – мощность электродвигателя вентилятора-циркулятора РПС, кВт (Приложение 6);

n_дв – количество электродвигателей (Приложение 4);

η – коэффициент выделения тепла, зависит от места расположения электродвигателя относительно грузового помещения. Принимают для 12-вагонной и 5-вагонной секций η=1.0, а для АРВ η=0.8 (вне грузового помещения);

Z_вен=22 – продолжительность работы вентилятора в течение суток, час.

, Вт, (8)

где V_погруз – погрузочный объем вагона, м³ (Приложение 6);

γ_гр – погрузочная плотность с тарой. Принимают осредненное значение 280 кг/м³;

С_гр – удельная теплоемкость груза. Принимают осредненное значение 3,6 кДж/кг·К, [6];

С_т – удельная теплоемкость тары. Принимают осредненное значение 2,7 кДж/кг·К, [6];

t_гр.нач=t_н – начальная температура неохлажденного груза, ⁰С;

t_гр.кон=t_в – конечная температура охлажденного груза, ⁰С;

Z_охл=60÷72 – продолжительность охлаждения груза от температуры t_н в момент погрузки до t_в после охлаждения в вагоне, час (Приложение 6).

В формуле (8) величина V_погруз·γ_гр·0,85=М_гр – масса груза в вагоне, а V_погруз·γ_гр·0,15=М_т – масса тары.

, Вт (9)

где q_биол=97 Вт/т – количество биологического тепла, выделяемое грузом при перевозке.

=0,312*198*30=1853,28 Вт

=(50*1,2*56)/3,6=933,3Вт

=16/24 *[0,14*52(60º-30ºϹ)+0,22*51(50º-30ºϹ)]=292,22 Вт

=1000*0,45*2*1*22/24=825 Вт

=(78*280*0,85*97)/1000=1800 Вт

=200 Вт Q_общ.=1853,3+933,3+292,2+825+1800+200=5904,4 Вт