Вагон пасажирський жорсткий

Міністерство транспорту та зв'язку України

Державний економіко-технологічний університет транспорту

Кафедра «Вагони»

ВАГОН ПАСАЖИРСЬКИЙ ЖОРСТКИЙ

Курсова робота з дисципліни “Енергохолодильні системи вагонів

та їх технічне обслуговування ”

Пояснювальна записка

ЕХСП ? 03613.00.00.00.ПЗ

Керівник:

В.М. Іщенко

“ ” 2009р

Розробив: студент

В.В. Войтенко

Група 4 ? В

“ ” 2009р

2009

ЗМІСТ

Вступ

1 Визначення площі теплопередаючих поверхонь огородження кузова вагону

2 Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огородження кузова вагону

3 Теплотехнічний розрахунок вагону та визначення холодопродуктивності холодильної машини

4 Опис прийнятої схеми холодильної машини та системи охолодження

5 Побудова в I?d діаграмі процесів обробки повітря в системі охолодження

6 Побудова в lg p?i діаграмі циклу холодильної машини та його розрахунок

7 Визначення об'ємних коефіцієнтів поршневого компресора

8 Розрахунок основних параметрів поршневого компресора (діаметра циліндра та ходу поршня)

9 Визначення енергетичних коефіцієнтів та потужності, що споживається компресором

10 Розрахунок трубопроводів

11 Індивідуальне завдання (розрахунок і конструювання конденсатора)

12 Основні вимоги охорони праці та техніки безпеки при експлуатації холодильної установки

Висновок

Список використаної літератури

ВСТУП

Санітарно ? гігієнічні вимоги передбачають створення у вагоні комфортних умов для пасажира, оберігаючих його від дії недостатку кисню, надмірної жари або холоду.

Одна з умов комфорту -- це поєднання в найсприятливіших межах температури, вологості і швидкості переміщення повітря в зоні знаходження людини. Забезпечення цих умов у вагоні ускладнюється низькою теплостійкістю кузова, малим об'ємом приміщення, що приходиться на одного пасажира, а також швидкою зміною кліматичних зон і погодних умов протягом доби. Донести повітря у вагоні до потрібної кондиції допомагає установка кондиціонування повітря, що складається з систем опалювання, охолоджування і вентиляції.

Під терміном «кондиціонування повітря» розуміється така його обробка, в результаті якої повітря насищається киснем, міняє свою вологість, нагрівається або охолоджується до температури, найсприятливішої для людини.

Основою установки кондиціонування повітря є холодильна машина. Сучасний рівень техніки отримання штучного холоду дозволяє робити такі пристрої практично повністю автоматизованими, компактними і надійними. Це зводить до мінімуму об'єм робіт при технічному огляді і ремонті пасажирського вагону, максимально збільшивши при цьому час роботи устаткування між плановими видами технічного обслуговування.

Додатковий комфорт для пасажирів створює охолоджувач питної води, а також наявність у вагонах ? ресторанах шаф ? холодильників.

В даній курсовій роботі розрахована парова компресійна, одноступеневого стиснення холодильна машина з одноступеневим стисненням, яка працює на холодоагенті R134а.

1. ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ТЕПЛОПЕРЕДАВАЛЬНИХ ПОВЕРХОНЬ ОГОРОЖІ КУЗОВА ВАГОНА

Площа теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона визначається згідно з геометричними розмірами та плануванням вагона.

Рисунок 1.1 ? Поперечний переріз вагона

Кут , що обмежує дугу даху, визначається конструктивними параметрами за формулою:

, (1.1)

де ? зовнішня ширина вагона, м;

? радіус даху у середній частині, м;

? радіус даху у бічних стін, м.

.

Площа теплопередавальних поверхонь підлоги пасажирського вагона визначається, не враховуючи площу підлоги тамбурів (дивись рисунок 1.2).

, (1.2)

де ? довжина кузова вагона, не враховуючи довжину тамбурів, м.

м2,

Рисунок 1.2 ? Планування пасажирського вагона

Площа теплопередавальних поверхонь бічних стін пасажирського вагона знаходиться за формулою:

, (1.3)

де ? площа теплопередавальних поверхонь кожної бічної стінки вагона без врахування площі вікон, м.

Площа теплопередавальної поверхні бічної стінки вагона без врахування площі вікон знаходиться за формулою:

; (1.4)

, (1.5)

де ? сумарна площа вікон бічної стінки вагона, м2.

Сумарна площа вікон бічної стіни вагона знаходиться за формулою:

, (1.6)

де ? ширина вікна, м;

? висота вікна, м;

? кількість однакових вікон бічної стіни вагона.

м2,

м2,

м2,

м2,

м2.

Площа теплопередавальних поверхонь даху знаходиться за формулою:

(1.7)

м2.

Площа теплопередавальних поверхонь торцевих стін знаходиться за формулою:

(1.8)

м2.

Сумарна площа теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона:

(1.9)

м2.

2. РОЗРАХУНОК ЗВЕДЕНОГО КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ ОГОРОДЖЕНЯ КУЗОВА ВАГОНА

Основним показником теплотехнічної якості кузова вагона є коефіцієнт теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі багатошарової плоскої стінки, Вт/м2•К:

, (2.1)

де ? коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до зовнішньої поверхні стінки, Вт/м2•К; ? товщина іго шару стінки, м;

? коефіцієнт теплопровідності іго шару стінки, Вт/м2•К;

? коефіцієнт теплопровідності від внутрішньої поверхні стінки до повітря в середині приміщення вагона, Вт/м2•К;

Коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до зовнішньої поверхні сішки вагона знаходиться за формулою, Вт/м2•К:

, (2.2)

де ? швидкість поїзда, м/с;

? довжина кузова вагона, м.

, Вт/м2•К

Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні стінки до повітря в середині приміщення вагона в курсовій роботі приймаємо Вт/м2•К.

Розрахунок теплопровідності

Рисунок 2.1 ? Переріз підлоги

Таблиця 2.1 ? Матеріали шару підлоги і його характеристика

Вт/м2•К.

Рисунок 2.2? Переріз бічної стіни

Таблиця 2.2 ? Матеріали шару бокової стіни і його характеристика

Вт/м2•К

Рисунок 2.3 ? Переріз даху

Таблиця 2.3 ? Матеріали шару бокової стіни і його характеристика

Вт/м2•К

Рисунок 2.4 ? Переріз торцевих стін

Таблиця 2.4 ? Матеріали шару торцевих стін і його характеристика

Вт/м2•К

Рисунок 2.5? Переріз вікна

Таблиця 2.5 ? Матеріали вікна і його характеристика

Вт/м2•К

Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопровідності:

Зведений коефіцієнт теплопередачі огорожі кузова вагона, Вт/м2•К:

, (2.3)

де ? коефіцієнт теплопередачі іго елемента огорожі кузова вагона, Вт/м2•К

? площа іго елемента огородження кузова вагона, м.

Вт/м2•К.

Підлога, стіни, дах вагона мають містки, які утворені балками, стійками, тому розрахунковий зведений коефіцієнт теплопередачі огорожі кузова вагона складає, Вт/м2•К:

; (2.4)

Вт/м2•К

Згідно з ГОСТ не повинне перевищувати 1,105 Вт/м2•К для пасажирських вагонів.

3. ТЕПЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВАГОНА ТА ВИЗНАЧЕННЯ ХОЛОДОПРОДУКТИВНОСТІ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ

Теплотехнічний розрахунок вагона дозволяє визначити кількість тепла, яке надходить до приміщення вагона у літній період.

Теплонадходження крізь огорожу кузова вагона, Вт:

, (3.1)

де ? температура зовнішнього повітря, 0C; 0C

? температура в середині вагона, 0C; 0C

Вт

Інтенсивність прямої сонячної радіації на площадку перпендикулярну сонячним променям, кД.ж/м2 год:

, (3.2)

де ? коефіцієнт прозорості атмосфери, ;

? кут стояння сонця.

(3.3)

де ? кут нахилу сонця, 200;

? ширина місцевості, 500;

? часовий куг, 300.

.

кДж/м2•год

Інтенсивність прямої радіації на вертикальну стінку, кДж/м2•год:

, (3.4)

де ? азимут сонця, град.

, (3.5)

? кут між меридіаном та напрямком руху поїзда, = 900.

кДж/м2 •год.

Інтенсивність прямої радіації на дах:

, (3.6)

кДж/м2 •год.

Інтенсивність розсіяної радіації на дах:

, (3.7)

кДж/м2 •год.

Інтенсивність розсіяної радіації на вертикальну стіну:

, (3.8)

кДж/м2 •год.

Сумарна інтенсивність радіації:

, (3.9)

. (3.10)

кДж/м2 •год.

кДж/м2 •год.

Умовне еквівалентне підвищення температури зовнішнього повітря за рахунок сонячної радіації:

, (3.11)

де ? коефіцієнт поглинання променевої енергії, (= 0,6...0,8);

? відносне значення освітлення сонцем поверхонь,

. (3.12)

,

,

.

0С.

Теплонадходженя за рахунок сонячної радіації складає, Вт:

, (3.13)

Вт

Теплонадходження за рахунок інфільтрації зовнішнього повітря в пасажирський вагон складає, Вт:

 (3.14)

Вт

Теплонадходження від встановленого обладнання, Вт:

, (3.15)

де ? потужність обладнання в пасажирських вагонах, = 2000Вт.

Вт.

Теплонадходження від людей, Вт.

, (3.16)

? кількість людей у вагоні, включаючи пасажирів та обслуговуючий персонал, n = 38;

? кількість явної теплоти, яку виділяє людина, = 77 Вт.

? кількість прихованої теплоти, яку виділяє людина, = 41 Вт.

Вт

Вологовиділення від людей, кг/год:

, (3.17)

де ? кількість вологи виділеної одною людиною, кг/год

кг/год.

Сумарні розрахункові теплонадходження в вагон, Вт.

(3.18)

Вт

Сумарна кількість тепла, яка надходить до пасажирського вагона, визначає холодопродуктивність холодильної машини установки кондиціювання повітря пасажирського вагона.

(3.19)

Вт

4. ОПИС ПРИЙНЯТОЇ СХЕМИ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ ТА СИСТЕМИ ОХОЛОДЖЕННЯ

Холодильна установка парова компресійна, фреонова, має агрегатну конструкцію. Складається з компресорного, конденсаторного агрегата і повітроохолоджувача (випарника). Компресійний і конденсаторний агрегат розташовані під вагоном і кріпляться до рами вагона. Повітроохолоджувач розташований під дахом вагона в системі вентиляції.

Холодильна установка складається (рисунок 4.1) з:

поршневого компресора, фреонового з повітряним охолодженням. Конденсатор повітряний, ребристо-змійовиковий з примусовою циркуляцією повітря від вентилятора.

Рисунок 4.1 - Схема холодильної установки: 1 - електордвигун вентилятора конденсатора; 2 - вентилятор; 3 - конденсатор; 4- гумометалічний нагнітальний трубопровід; 5 - фільтр-осушувач; 6 - нагнітальний вентиль компресора; 7 - електромагнітні вентилі; 8 - терморерегулюючі вентилі; 9 - розподілювачі рідкого холодоагенту; 10 - випарник (повітроохолоджувач); 11 - всмоктувальний трубопровід; 12- нагнітальний трубопровід; 13 - реле максимального тиску; 14 - вентиль; 15 - манометр всмоктування; 16 - манометр нагнітання; 17 - масляний манометр; 18 - шунт з приладами; 19 - мембранні ветилі; 20 - всмоктувальний вентиль компресора; 21 - компресор; 22 - електромагнітний вентиль; 23 - ресивер.

Ресивер-лінійний має два мірильних скла для контролю рівня рідкого фреона.

Фільтр-осушувач цеонітовий. Два соленоїдних вентиля, перемикають режим роботи холодильної установки. Два терморегулюючих вентиля дроселюють рідкий фреон в повітроохолоджувач в залежності від температури пари фреона на виході з повітроохолоджувача. Повітроохолоджувач ребристо-зміцовиковий, повітря продувається двома вентиляторами системи вентиляції. Реле високого тиску захищає компресор від високого тиску нагнітання.

Манометр тиску всмоктування контролює тиск всмоктування пари фреона в компресор. Манометр тиску оливи контролює тиск оливи в системі змащування компресора.

Робота холодильної установки:

В повітроохолоджувачі кипить рідкий фреон при низькому тиску і низькій температурі, охолоджуючи повітря, яке подається системою вентиляції у вагон. Пара фреона, яка утворюється при кипінні , відсмоктується компресором і стискується до тиску конденсації. Із компресора стиснута пара фреона конденсується за рахунок продуваємого вентилятором атмосферного повітря. З конденсатора рідкий фреон поступає в ресивер, проходить через фільтр-осушувач, де із рідкого фреона поглинається волога. Після фільтра осушувача рідкий фреон проходить два соленоїдні вентилі і поступає до двох терморегулюючих вентилів. Терморегулюючі вентилі дроселюють рідкий фреон в повітроохолоджувач. В повітроохолоджувачі рідкий фреон кипить при низькому тиску і температурі, охолоджуючи повітря, яке подається системою вентиляції до вагону.

Страницы: 1, 2