Теплотехнический расчет

 

 

При выполнении теплотехнического расчета определяются эксплуатационные теплопритоки при перевозке заданного груза, затем

определяют  потребную  холодопроизводительность  оборудования  вагона  и сравнивают ее с имеющейся.

Потребную холодопроизводительность оборудования (Вт) можно определить по формуле:

 

 

Q

потр об

= Q общ  × α ,                                                                            (5.1)

 

 

где Q общ - суммарный тепловой поток в грузовое помещение вагона, Вт;

α -  коэффициент  запаса  холодопроизводительности  (рекомендуется принимать α = 1,1).

Расчет суммы теплопритоков производится по формуле:

 

 

Q общ  = Q1  + Q2  + Q3  + Q4  + Q5  + Q6  + Q7 ,                                          (5.2)

 

 

где Q 1  – тепловой поток через ограждающую конструкцию грузового помещения из-за разности температур воздуха снаружи и внутри вагона, Вт;

Q 2  – тепловой поток, действующий на вагон в результате солнечной и длинноволновой радиации, Вт;

Q 3  –  передача  тепла  вследствие  воздухообмена  через  неплотности грузового помещения вагона, Вт;

Q 4 – биологическое тепло, выделяемое свежими фруктами и овощами,

Вт;

 

 

Q 5 – тепло, выделяемое при охлаждении груза и тары от температуры

окружающей среды до температуры перевозки груза, Вт;

Q 6  – тепло, подводимое  в  грузовое  помещение  при оттаивании снеговой шубы на испарителе, Вт;

Q 7 – тепловыделение вследствие работы электродвигателей вентиляторов, для циркуляции воздуха в грузовом помещении, Вт.

Тепловой поток через ограждающую конструкцию грузового помещения из-за разности температур воздуха снаружи и внутри вагона определяется по формуле:

 

 

Q1  = k × F (t н  − t в ) ,                                                                              (5.3)

 

 

где k – коэффициент теплопередачи ограждений грузовых помещений вагонов, Вт/м2∙град;

F  - площадь теплопередающей поверхности, м2;

t н – температура наружного воздуха, оС (принимается в соответствии с исходными данными);

t в – температура воздуха внутри грузового помещения, оС (принимается в соответствии с температурным режимом перевозки для заданного груза);

Тепловой поток, действующий на вагон в результате солнечной и длинноволновой радиации и тепловой поток вследствие воздухообмена через неплотности грузового помещения вагона, рекомендуется рассчитать, как:

Q2  + Q3  = 0,35 × Q1 ,                                                                       (5.4)

 

 

Биологическое  тепло,  выделяемое  свежими  фруктами  и  овощами,

определяется по формуле:

 

 

Q4  = ρ п  × V п  × q г  × (1 − ψ ) ,                                                               (5.5)

 

 

где

ρ  - плотность погрузки, т/м3;

п

3

V п  - погрузочный объем вагона, м ;

q г - биологические тепловыделения груза, Вт/т;

ψ - доля упаковки в общей массе груза.

Тепло,  выделяемое  при  охлаждении  груза  и  тары  от  температуры окружающей среды до температуры перевозки груза, рассчитывается:

 

 

ρ  × V

× (C

× (1 − ψ ) + C

ψ ) × (t

− t ) × 10 3

Q  =     п      п            г                                      т                н      в                 ,                                 (5.6)

5                                                                     3,6 × τ

 

 

где

С г , С т - удельная теплота соответственно груза и тары (упаковки),

кДж/кг∙град;

t н - температура груза в момент погрузки, град;

τ – продолжительность охлаждения груза от t н до t в, час.

Тепло,  подводимое в  грузовое  помещение  при оттаивании  снеговой

шубы на испарителе, в расчетах рекомендуется принять:

Q6  = 200Вт .

Тепловыделение вследствие работы электродвигателей вентиляторов, для циркуляции воздуха в грузовом помещении определяют по формуле:

 

7                          ∑         дв       0

Q  = 1000 × N × τ дв  ×η  ×η  ,                                                       (5.7)

дв   24

 

где

∑ N дв

– суммарная мощность электродвигателей вентилятора-

циркулятора одного грузового вагона, кВт (в расчетах принять – 4,2 кВт);

τ дв - среднее время работы двигателя в течение суток, час (в расчетах принять 16 час);

η дв – КПД двигателя (в расчетах принять 0,85-0,9);

η0 - КПД вентилятора (в расчетах принять 0,85-0,9).

Потребную холодопроизводительность определяют в зависимости от условий перевозок:

- мороженых грузов (t в <0): Q общ  = Q1 + Q2 + Q3 + Q6 ,

- незамороженных грузов (t в >0): Q общ  = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q6 ,

- неохлажденных, с охлаждением их в вагоне холодильным оборудованием (t в >0): Q общ  = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q7 .

Холодопроизводительность оборудования вагона определяется в соответствии с [3, стр. 220]