Вагон вантажний рефрижераторної секц

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ'ЯЗКУ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЕКОНОМІКИ І ТЕХНОЛОГІЙ ТРАНСПОРТУ

КАФЕДРА «ВАГОНИ»

ВАГОН ВАНТАЖНИЙ РЕФРИЖЕРАТОРНОЇ СЕКЦІЇ

Курсова робота з дисципліни “Енергохолодильні системи вагонів

та їх технічне обслуговування ”

Пояснювальна записка

ЕХСР ? 048.04.00.00.00.ПЗ

Керівник: ст. викладач

В.М. Іщенко

“ ” 2006р.

Розробив: студент

А.А. Стецько

Група 4 - В - 2

“ ” 2006р.

2006

ЗМІСТ

Вступ

1 Визначення площі теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона

2 Розрахунок зведеного коефіцієнта теплопередачі огорожі кузова вагона

3 Теплотехнічний розрахунок вагона та визначення холодопродуктивності холодильної машини

4 Опис прийнятої холодильної машини та системи охолодження

5 Побудова в Id-діаграмі процесів обробки повітря в системі охолодження

6 Побудова в lg р-і діаграмі циклу холодильної машини та його розрахунок

7 Визначення об'ємних коефіцієнтів поршневого компресора

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

9 Визначений енергетичних коефіцієнтів та потужності, що споживається компресором

10 Розрахунок трубопроводів

11 Індивідуальне завдання (розрахунок та конструювання

конденсатора)

12 Основні вимоги охорони праці та безпеки при експлуатації холодильних установок

Висновок

Література

ВСТУП

Холодильна техніка широко застосовується на залізничному транспорті. Транспортні холодильні системи використовуються в рефрижераторних вагонах для перевезення швидкопсувних вантажів. Так більшість сільськогосподарської харчової продукції і практично вся продукція рибної промисловості відносяться до групи швидкопсувних, які потребують спеціальних умов зберігання та перевезення. Ці умови, оптимальні для кожного виду продукту, і забезпечують збереження вантажу під час зберігання і транспортування. Дуже давно для зберігання та перевезення швидкопсувних продуктів використовувався холод. Тай зараз основним засобом консервування продуктів є низькі температури. Звичайно швидкопсувні продукти в залежності від виду зберігають при температурах від -30°С до +14°С.

Забезпечити повне зберігання якості та кількості вантажу можливо лише за умови правильної організації технологічних операцій, підготовки швидкопсувних вантажів до залізничного перевезення.

Процес підготовки вантажів до перевезення найчастіше включає наступні три технологічні операції: підготовку продуктів за якістю; перевірку стану тари; термічну підготовку продуктів для перевезення. Підготовка продуктів за якістю дозволяє забезпечити зберігання їх смакових та поживних властивостей не тільки в кінці процесу транспортування, але й після довготривалого зберігання до реалізації. В цьому випадку скорочується потреба в рухомому складі для перевезення недоброякісної продукції.

Для холодильної техніки залізничного транспорту характерні надійна робота в умовах руху у різних кліматичних зонах, мала маса та габарити, високий рівень автоматизації роботи та малі експлуатаційні витрати.

Розрахунки приводяться відповідно до [5].

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 б, що обмежус дугу даху, визначається конструктивними параметрами за формулою:

, (1.1)

де В - зовнішня ширина вагона, м;

R - радіус даху у середній частині, м;

r- радіус даху у бічних стін, м.

.

Площа теплопередавальних поверхонь підлоги вантажного рефрижераторного вагона визначається, не враховуючи площу підлоги машинних відділень.

Рисунок 1.2 - Планування вантажного вагона рефрижераторної секції

, (1.2)

де L1 - довжина кузова вагона, не враховуючи довжину машинних відділень, м.

м2.

Площа теплопередавальних поверхонь бічних стін рефрижераторного вагона визначається за формулою:

, (1.3)

де Н -висота бічної стіни зовні, м.

м2.

Площа теплопередавальних поверхонь даху знаходиться за формулою:

, (1.4)

м2.

Плоша теплопередавальних поверхонь торцевих стін знаходиться за фор-мулою:

, (1.5)

м2.

Сумарна площа теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона:

, (1.6)

м2.

2 РОЗРАХУНОК ЗВЕДЕНОГО КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ ОГОРОЖІ КУЗОВА ВАГОНА

Основним показником теплотехнічної якості кузова вагона є коефіцієнт теплопередачі.

Розрахунковий зведений коєфіціент теплопередачі огорожі кузова вагона складає, Вт/м2·К:

. (2.1)

Зведений коєфіціент теплопередачі огорожі кузова вагона, Вт/м2·К:

, (2.2)

де Kі - коефіцієнт теплопередачі і-го елемента огорожі кузова вагона, Вт/м2·К;

Fi - площа i-го елемента огорожі кузова вагона, м2.

Коєфіціент теплоогорожі елемента кузова вагона, Вт/м2·К:

, (2.3)

де а3 - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до зовнішньої поверхні … стінки, Вт/м2·К;

ді - товщина і-го шару стінки, м;

лі - коефіцієнт теплопровідності і-го шару стінки, Вт/м2·К;

аВ - коефіцієнт теплопровідності від внутрішньої поверхні стінки до повітря в середині приміщення вагона, Вт/м2·К.

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

, (2.4)

де н- швидкість поїзда, м/с;

L - довжина кузова вагона, м.

Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні стінки до повітря в середині приміщення рефрижераторного вагона належить прийняти:

для підлоги - а3 = 6,0 Вт/м2·К;

для решти огорож - аВ =7,0 Вт/м2·К.

Розрахунок теплопровідності підлоги

Рисунок 2.1 - Переріз підлоги

Таблиця 2.1

Матеріал шару підлоги і його характеристика

Вт/м2·К,

Вт/м2·К.

Розрахунок теплопровідності стіни

Рисунок 2.2 - Переріз стіни

Таблиця 2.2

Матеріал шару стіни і його характеристика

Вт/м2·К,

Вт/м2·К.

Розрахунок теплопровідності даху

Рисунок 2.3 - Переріз даху

Таблиця 2.3

Матеріал шару даху і його характеристика

Вт/м2·К,

Вт/м2·К.

За допомогою формули (2.2) знайдемо зведений коєфіціент теплопередачі огорожі кузова вагона:

Вт/м2·К.

За допомогою формули (2.1) знайдемо розрахунковий зведений коєфіціент теплопередачі огорожі кузова вагона:

Вт/м2·К.

3 ТЕПЛОТЕХНІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ВАГОНА ТА ВИЗНАЧЕННЯ ХОЛОДОПРОДУКТИВНОСТІ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ

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

Сумарні розрахункові теплонадходження в вантажний рефрижераторний вагон при перевезенні охолодженого вантажу, Вт:

, (3.1)

де Q1 - теплонадходження крізь огорожу кузова вагона, Вт;

Q2 - теплонадходження за рахунок сонячної радіації, Вт.

Сумарна кількісь тепла, яка надходить до вантажного приміщення рефриже-раторного вагона, визначає холодопродуктивність холодильної машини рефри-жераторного вагона:

. (3.2)

Теплонадходження крізь огорожу кузова вагона, Вт:

, (3.3)

де t3 - температура зовнішнього повітря, °С;

tB - температура в середині вагона, °С.

Температура в середині рефрижераторного вагона дорівнює середній темпе-ратурі швидкопсувного вантажу, шо перевозиться:

- охолоджений при 0...-3 °С.

Вт.

Теплонадходжтіня від сонячної радіації

Розрізняють теплонадходження від прямої сонячної радіації та теплонад-ходження від розсіяної радіації.

Інтенсивність прямої сонячної радіації на площадку перпендикулярну сонячним променям, кДж/м2·год:

, (3.4)

де Р - коефіцієнт прозорості атмосфери, (Р = 0,7...0,8);

h - кут стояння сонця.

, (3.5)

де д - кут нахилу сонця, (д = 20°);

ц - широта місцевості, град;

г - часовий кут, град (г =30°).

.

кДж/м2·год.

Інтенсивність прямої радіації на дах, кДж/м2 ·год:

(3.6)

кДж/м2·год.

Інтенсивність прямої радіації на вертикальну стінку:

, (3.7)

де бс - азимут сонця, град, ;

- кут між меридіаном та напрямком руху поїзда, град (північ - південь

= 00 ).

,

кДж/м2 · год.

Інтенсивність розсіяної радіації на дах, кДж/м2 · год:

, (3.8)

кДж/м2 · год.

Інтенсивність розсіяної радіації на вертикальну стінку, кДж/м2 · год:

, (3.9)

кДж/м2 · год.

Сумарна інтенсивність радіації, кДж/м2 · год:

, (3.10)

, (3.11)

кДж/м2 · год,

кДж/м2 · год.

Умовне еквівалентне підвищення температури зовнішнього повітря за рахунок сонячної радіації, град:

, (3.12)

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

- відносне значення освітлення сонцем поверхонь, .

,

,

.

Теплонадходження за рахунок сонячної радіації складає, Вт:

, (3.13)

Вт,

Вт.

4. ОПИС ПРИЙНЯТОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ ТА СИСТЕМИ ОХОЛОДЖЕННЯ

Парова компресійна холодильна установка

Вантажний вагон рефрижераторної секції має паро-компресійну холодильну установку, яка фреонова, автоматизована, одноступеневого стиснення, з безпосередньою системою охолодження та повітряним способом охолодження. Холодильна установка має моноблочну конструкцію і складається з компресорно-конденсаторного агрегата і повітроохолоджувача (випарника). Компресорно-конденсаторний агрегат розміщений в машинному відділенні, повітроохолод-жувач в вантажному приміщені вагона.

До складу холодильної установки входять (рис. 4.1): компресор-поршневий, фреоновий з повітряним охолодженням, конденсатор повітряний; ребристо-змієвиковий примусової циркуляції повітря від вентилятора; ресивер лінійний, має два запірні вентилі на вході і виході. Механічний фільтр сітчатий, фільтр осушувач ціолітовий. Соленоїдний вентиль рідинної лінії подає чи закінчує подачу рідкого фреона на дроселювання в залежності від режиму роботи холодильної установки. Терморегуляційний вентиль дроселює рідкий фреон в повітроохолоджувач в залежності від температури перегріва пари фреона на виході з повітроохолоджувача. Регулятор тиску всмоктування регулює тиск всмоктування пара фреона в компресор. Пресостат захисту по високому тиску випробування вимикає компресор при високому тиску нагнітання. Термостат вимикання компресора при низькій температурі картера вмикає підігрівач масляної ванни і вмикає компресор при підвищенні температури картера. Термостат закінчення відтайки відключає процес відтайки снігової шуби з випарника при температурі парів фреона на виході з випарника +14°С. Пресостат управління конденсатора відключає і включає вентилятори компресора.

Робота холодильної машини в режимі холод

В випарнику (повітроохолоджувачі) кипить рідкий фреон при низькому тиску кипіння і низькій температурі відводячи теплоти від повітря, яке циркулює у приміщенні вантажного вагона.

Утворені при кипінні пари фреону відсмоктуються компресором із повітроохолоджувача через регулятор тиску всмоктування. В компресорі пари фреону стискуються до тиску конденсата і нагнітаються в конденсатор. В конденсаторі пари фреону охолоджуються і конденсуються при тиску і температурі конденсації, віддаючи теплоту повітрю, яке продувається через конденсатор вентиляторами. Рідкий фреон із конденсатора потрапляє в ресивер (де накопичується), а із ресивера через механічний фільтр, фільтр-осушувач, відкритий соленоїдний вентиль рідинної лінії до терморегулювального вентиля.

Терморегулювальний вентиль дроселює рідкий фреон в повітроохолоджувач в залежності від температури парів фреона на виході із повітроохолоджувача. В повітроохолоджувачі рідкий фреон знову кипить, відводячи теплоту від охолоджуваного вантажу в вагоні.

Робота холодильної машини в режимі відтайки снігової шуби

Снігова шуба з повітроохолоджувача відтаює гарячими парами фреону.

При відтайці не працюють вентилятори конденсатора і повітроохолоджувача, закритий соленоїдний вентиль рідинної лінії і відкритий соленоїдний вентиль лінії відтайки.

При роботі компресора пари фреону відсмоктуються із повітроохолоджувача через регулятор тиску всмоктування. Компресор стискує пари фреону до високого тиску і температури, і гарячі пари фреону через відкритий вентиль лінії відтайки поступають в повітроохолоджувач.

Страницы: 1, 2