Теплотехнический расчет РПС и его назначение

Теплотехнические расчеты выполняются при решении различных задач, связанных с эксплуатацией железнодорожного холодильного транспорта, чаще всего при определении количества тепла, поступающего в грузовое помещение, при работе охлаждающих устройств и теряемого при отоплении вагона. Такие расчеты позволяют определить расчетную и фактическую тепловую нагрузку на проектируемое или эксплуатируемое холодильно-отопительное оборудование и подобрать при необходимости их необходимую холодо- или теплопроизводительность; оценить возможность поддержания требуемого температурного режима в грузовом помещении транспортного средства или выяснить причину его нарушения и ряд других задач.

Перевозка скоропортящихся грузов (СНГ) осуществляется в 4-х режимах, а именно:

1 режим - перевозка СПГ в тяжелый (летний) период года с температурой не выше -18 ºС (низкотемпературные грузы).

2 режим - перевозка с охлаждением плодоовощной продукции в тяжелый (летний) период года. Продукция загружается в вагон без предварительной термической обработки. (Температура плодоовощной продукции равна температуре наружного воздуха).

3 режим - перевозка с охлаждением плодоовощной продукции в тяжелый (летний) период года. Продукция предварительно термически обрабатывается и доводится до температурного режима транспортирования от 5 до 2 ºС.

4 режим - перевозка в зимний и переходный периоды года скоропортящейся продукции, боящейся подморозки (плодоовощная, консервная, безалкогольная, упакованная в тару и др.) при поддержании в грузовом помещении вагона положительной температуры 14 ºС.

Расчет теплопритоков в грузовое помещение вагона для различных режимов перевозки (Вт) выполняется по формулам:

Для 1-го режима перевозки:

Для 2-го режима перевозки:

Для 4-го режима перевозки:

1) , , – теплопритоки, поступающие в грузовое помещение вагона через ограждения кузова вагона, которые рассчитываются для 1-го, 2-го режимов:

,

где - расчетный коэффициент теплопередачи ограждений кузова вагона, увеличивающийся в процессе эксплуатации вагона на 20-50 %;

- расчетная теплопередающая поверхность вагона;

, - соответственно расчетные температуры наружного воздуха и воздуха внутри вагона.

Для 4-го режима

2) , , - теплопритоки, поступающие в вагон с наружным воздухом вследствие инфильтрации его через неплотности кузова.

Для 1-го, 2-го режимов:

где – воздухообмен, м³/с

,

где – норма полного объема грузового помещения вагона в час (0,15…0,3 ч);

– полный объем вагона;

– теплоемкость воздуха;

– теплота конденсации водяных паров из наружного воздуха: при охлаждении его в вагоне выше 0 ºС;

, – относительная влажность воздуха;

, – влагосодержание насыщенного воздуха при температуре , , г/ м³.

Для 4-го режима на подогрев воздуха, поступающего в вагон через неплотности, затрачивается тепло

3) , , – дополнительные теплопритоки от воздействия солнечной радиации.

Для 1-го, 2-го режимов:

.

Для 4-го режима:

,

где – расчетная поверхность вагона (м²), подвергающаяся солнечному облучению;

– превышение температуры поверхности, подвергающейся солнечному облучению, над температурой наружного воздуха;

– продолжительность солнечного облучения в течение суток (12…16ч).

Для 4-го режима перевозки дополнительным теплопритоком от воздействия солнечной радиации можно пренебречь.

4) , , – теплопритоки, поступающие в грузовое помещение вагона при работе электродвигателей вентиляторов-циркуляторов.

,

где – суммарная мощность, потребляемая электродвигателями вентиляторов-циркуляторов;

– КПД электродвигателей (0,8…0,9);

– число часов работы вентиляторов-циркуляторов в сутки.

5) , – теплопритоки, образующиеся при оттаивании снеговой «шубы» воздухоохладителя. Принимают 200 Вт.

6) – тепло, отнимаемое от перевозимых грузов и тары при охлаждении во время перевозки.

Для 2-го режима:

,

где , – масса чистого груза и тары соответственно, кг;

, – теплоемкость груза и тары, кДж/кг;

– начальная температура груза при погрузке, ºС;

– конечная температура груза при погрузке, ºС;

– продолжительность охлаждения плодоовощей от температуры наружного воздуха до номинального режима перевозки (60…72 ч).

7) – биологическое тепло, выделяемое плодоовощами при перевозке.

Для 2-го режима:

,

где – масса нетто плодоовощей, кг;

– количество биологического тепла.