Теплотехнический расчет изотермического вагона

2 Теплотехнический расчет изотермического вагона

Теплотехнический расчет производится графоаналитическим методом. Цель теплотехнического расчета – определение количества тепла, поступающего в грузовое помещение вагона при работе приборов охлаждения и теряемого при отоплении вагона, а также холодопроизводительность установки и мощность приборов отопления.

Общая протяженность маршрута следования составляет 1429 км.

Расчетные температурные параметры определяются на основании имеющихся материалов метеостанции на 1 и 13 часов. Эти параметры используются при построении расчетной диаграммы температурного режима, являющейся составной частью графоаналитического способа. При расчетах учитывается время простоя изотермических вагонов на станциях. Для отражения явлений теплообмена на диаграмме время простоя на станциях добавляется ко времени следования поезда по участку.

В период с 1 до 13 час

tiн=t₁^н+(t₁₃^н-t₁^н)/12*(j_i-1)

В период с 13 до 1 час

tiн=t₁₃^н+(t₁₃^н-t₁^н)/12*(j_i -13)

где j-время, для которого производится расчет;

t₁^н, t₁₃^н-расчетные температуры пунктов, для которых производится расчет.

Теплотехнический расчет производится для вагона ZB-5 для режима перевозки мяса охлажденного.

2.1 Расчет холодопроизводительности

Рассчитаем количество тепла, поступающего в вагон за счет разницы температуры, складывается из тепла, поступающего из окружающей среды и из машинного отделения.

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения (холодопроизводительность установки) составляет:

(6)

где Q₁-_{__}теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и из машинного отделения через ограждение кузова Q₁ определяется:

(7)

где K_н , F_н – соответственно коэффициент теплопередачи Вт/м^{2 0}К и поверхность части наружного ограждения, м² (К=0,33 Вт/м^{2 0}К, F=235,1м² );

K_м, F_м - соответственно коэффициент теплопередачи Вт/м^{2 0}К и поверхность перегородок по внутреннему контуру машинного отделения, м² (К=0,33 Вт/м^{2 0}К, F=8,5 м² );

t_н, t_в, t_м – температура наружного воздуха, в грузовом помещении и в машинном отделении.

Q₂ -теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации Q₂ рассчитывается:

, (8)

Q₃ - теплоприток через неровности в дверях, люках Q₃ рассчитывается:

 (для простоты расчета). (9)

Q₄ -теплоприток при вентилировании вагона Q₄ рассчитывается :

; (10)

, (11)

где c – теплоемкость воздуха, 1,3 кДж/(кгК);

r – теплота парообразования воды, кДж/г;

m – масса воздуха.

, (12)

(13)

где n – кратность вентилирования, объем/ч;

V_в – объем воздуха, подлежащего замене, м³;

 - объем кузова, м³ ;

- коэффициент заполнения кузова;

j₁, j₂ – относительная влажность воздуха, поступающего в вагон и выходящего из него;

f₁, f₂ – абсолютная влажность поступающего

Для не вентилируемых грузов Q₄ в расчетах не принимаем.

Q₅ -теплоприток, эквивалентный работе вентиляторов в грузовом помещении вагона определяется:

(14)

где N – мощность электродвигателя вентилятора, кВт;

n – число электродвигателей;

h - КПД электродвигателей (0,85-0,95);

t^` - продолжительность работы электродвигателя (5-12 часов).

Q₆ - энергия необходимая для снижения температуры воздуха Q₆ определяется:

, кВт  (15)

где m_гр– суточное поступление груза в камеру, т/сут;

- масса тары, (2тонны);

q_биол – биологическое тепло, выделяемое продуктами растительного происхождения, Вт/тч;

, - соответственно теплоемкости груза и тары, (тара камышовая);

Z – время, за которое необходимо снизить температуру, (60-70 ч).

Температура данного груза на протяжении всего пути следования остается постоянной, поэтому Q₆ к расчетам не принимаем.

Для удобства расчёты теплопритоков сведём в таблицу.

Таблица 4 – Расчетные теплопритоки