Выбор испарителя и конденсатора

2.3 Выбор испарителя и конденсатора

Расчет испарителя сводится к определению поверхности его теплопередачи.

Площадь теплопередающей поверхности испарителя определяется:

(19)

где К_и – коэффициент теплопередачи (0,035);

Dt_и – разность температур воздуха в камере и кипения хладагента,

- количество энергии, передаваемой через испаритель;

- удельная теплотворная способность испарителя

Расчет конденсатора сводится к их теплопередающей поверхности, по величине которой конструируют или подбирают стандартный конденсатор.

Поверхность теплопередачи определяется:

(20)

где Q_к – тепловая нагрузка на конденсатор;

Dt – средняя разность температур конденсирующего и отходящего воздуха

К – коэффициент теплопередачи (0,035 кВт/м²);

(21)

где N_потр – мощность, потребляемая конденсатором (таблица 5).

Определение расхода воздуха на конденсаторе

, м³/час

где r₂ , r₁ – плотность воздуха выходящего и входящего;

i₁ , i₂ – энтальпия выходящего и входящего воздуха.

Входящий воздух: t=25⁰C, r=1,151 кг/м³, i=94,4 кДж/кг.

Выходящий воздух t=30⁰С, r=1,146 кг/м³, i=122,9 кДж/кг.

 м³/час.

2.4  Расчет мощности электропечей вагона

Необходимая мощность электропечей определяется:

(22)

где Q_от – теплопотери при перевозке в холодное время года при отоплении, кВт;

n – КПД электроподогрева (0,85)

Q_от = Q₁ – Q₂+ Q₃+Q₄- Q₅,кВт (23)

Расчет теплопотерь производится по маслу животному при перевозке в зимнее время при температуре наружного воздуха –25⁰С для одного часа работы электропечи. Температура внутри грузового помещения вагона +5⁰С.

Теплопотери через ограждения кузова вагона:

Q₂=0.15* Q₁=0.15*16,29=2.44

Теплопотери через неплотности кузова:

Q₃=0,2*Q₁=0,2*16,29=3,26 кВт/час

Теплопотери Q₄ не учитываются, так как данный груз не вентилируется.

Теплопотери, эквивалентные работе вентилятора:

Теплопотери вагона в холодное время года:

Q_от = 16.29-2.44+3.26-6.3=10.81 кВт

Мощность электропечи:

Для обогрева груза в зимний период берем печку с мощностью 13.02 кВт.

3  Определение пунктов экипировки и расстояния между ними

Все эксплуатируемые рефрижераторные вагоны приписаны к рефрижераторным вагонным депо, которые организуют обслуживание и деповской ремонт приписанного РПС, а также, в необходимых случаях текущий ремонт и экипировку других рефрижераторных вагонов, находящихся на дороге расположения депо независимо от их приписки. Депо специализированы по типам подвижного состава, что позволяет сократить номенклатуру ремонтируемых деталей и узлов, повысить уровень организации производственного процесса, улучшить содержание и снизить себестоимость ремонта приписанных вагонов.

Экипировка рефрижераторных вагонов эксплуатационными материалами может производиться как в рефрижераторных вагонах, так и на специальных пунктах экипировки РПС. Различают вспомогательные пункты, предназначенные для снабжения РПС дизельным топливом, смазкой и водой, и основные, на которых РПС может экипироваться, кроме того, хладагентом, компрессорным маслом, дистиллированной водой и другими материалами.

Техническое оснащение пунктов экипировки состоит из железнодорожного пути, здания для служебного персонала, ёмкости для хранения дизельного топлива, складов для хранения хладагента, масел, обтирочных материалов и т.д., и раздаточных колонок для дизельного топлива и воды. Снабжение водой производиться, как правило, из городского водопровода. Снабжение водой иногда производиться на путях снабжения водой пассажирских вагонов. Для хранения дизельного топлива используются наземные и подземные резервуары. Для заправки дизельным топливом и водой имеются двусторонние раздаточные колонки. Топливо к ним подаётся насосами, установленными в насосном отделении здания пункта экипировки по трубопроводу, проложенному под землей.

В крупных узлах на станциях погрузки или выгрузки скоропортящихся грузов, расположенных вблизи станции расположения рефрижераторного депо, экипировка рефрижераторных вагонов может производиться автотопливозаправщиками с соблюдением требований безопасности.

Расстояние между вспомогательными пунктами зависит от емкости топливных баков, суточного расхода топлива, скорости движения рефрижераторных поездов, секций и АРВ.

Экипировка выполняется, как правило, в любое время суток и года согласно технологическому процессу. Экипировочные материалы отпускают по форменным требованиям за подписью начальника секции и печатью депо приписки. Продолжительность экипировки не превышает одного часа.

Для погашения теплопритоков в рефрижераторном подвижном составе периодически необходимо включать холодильные установки. За один час работы холодильных установок дизель 5-ти вагонной секции расходует около 20 кг, а АРВ – около 7 кг дизельного топлива.

Необходимо, чтобы экипировка производилась при расходе не более 3700 кг дизельного топлива для 5-ти вагонной секции и 400 кг для АРВ. По мере расхода этого количества необходимо предусмотреть пункт экипировки.

Период экипировки определяем по формуле:

, (3.1)

где Е - возможный расход топлива, который определяется разностью полной вместимости топливного бака и минимальным остатком в нём; полная вместимость топливного бака для БМЗ равна 7400 кг, а минимальный остаток равен 4000 кг, таким образом, Е=7400-4000=3400 кг;

е - часовой расход топлива дизелем (принимаем е =20 кг/ч.).

ч

Чистое время работы дизелей определяется по формуле:

, (3.2)

где - суммарный расход холода, определяемый по графику;

 - часовая холодопроизводительность, определяемая для условий t_н= +30^оС, t_в=0^оС, исходя из этих условий получаем, что Q_час=15 кВт.

Тогда, чистое время работы дизелей для 5-ти вагонной секции составит:

 ч

Экипировка необходима, если

В данном случае экипировка не нужна, так как 170 >11,79 ч.

Для АРВ:

Период экипировки равен:

ч

Чистое время работы дизелей для АРВ составит:

 ч

В данном случае экипировка не нужна, так как 57,14>11,79 ч.

Выбор станций экипировки производится на основании графика зависимости общего теплопритока в вагон от расстояния, проходимого вагоном. По длине данной кривой строим так называемые «ступеньки», высота которых равна часовой холодопроизводительности холодильной установки. Затем ведем подсчет полученных «ступенек», зная, что после каждой 170 для 5ВС ZB-5 и после каждой 57 для АРВ необходима экипировка. На основании построений можно сделать вывод, что экипировку пяти-вагонной секции и АРВ достаточно произвести на станциях отправления и назначения.