Расчет холодопроизводительности

 

Рассчитаем количество тепла, поступающего в вагон за счет разницы температуры, складывается из тепла, поступающего из окружающей среды и из машинного отделения.

Общее количество тепла, которое должно быть отведено через поверхность приборов охлаждения (холодопроизводительность установки) составляет:

 

                                              (6)

 

где Q₁-_{__}теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и из машинного отделения через ограждение кузова Q₁ определяется:

 

     (7)

 

где K_н, F_н – соответственно коэффициент теплопередачи Вт/м^{2 0}К и поверхность части наружного ограждения, м² (К=0,33 Вт/м^{2 0}К, F=235,1м²);

K_м, F_м - соответственно коэффициент теплопередачи Вт/м^{2 0}К и поверхность перегородок по внутреннему контуру машинного отделения, м² (К=0,33 Вт/м^{2 0}К, F=8,5 м²);

t_н, t_в, t_м – температура наружного воздуха, в грузовом помещении и в машинном отделении.

Q₂ -теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации Q₂ рассчитывается:

 

,                                                                 (8)

 

Q₃ - теплоприток через неровности в дверях, люках Q₃ рассчитывается:

 

 (для простоты расчета).                                          (9)

 

Q₄ -теплоприток при вентилировании вагона Q₄ рассчитывается:

;                                                                (10)

,                                                               (11)

 

где c – теплоемкость воздуха, 1,3 кДж/(кгК);

r – теплота парообразования воды, кДж/г;

m – масса воздуха.

 

,                                   (12)

                                 (13)

 

где n – кратность вентилирования, объем/ч;

V_в – объем воздуха, подлежащего замене, м³;

 - объем кузова, м³;

- коэффициент заполнения кузова;

j₁, j₂ – относительная влажность воздуха, поступающего в вагон и выходящего из него;

f₁, f₂ – абсолютная влажность поступающего

Для не вентилируемых грузов Q₄ в расчетах не принимаем.

Q₅ -теплоприток, эквивалентный работе вентиляторов в грузовом помещении вагона определяется:

 

                        (14)

 

где N – мощность электродвигателя вентилятора, кВт;

n – число электродвигателей;

h - КПД электродвигателей (0,85-0,95);

t^` - продолжительность работы электродвигателя (5-12 часов).

Q₆ - энергия необходимая для снижения температуры воздуха Q₆ определяется:

 

, кВт     (15)

 

где m_гр– суточное поступление груза в камеру, т/сут;

- масса тары, (2тонны);

q_биол – биологическое тепло, выделяемое продуктами растительного происхождения, Вт/тч;

, - соответственно теплоемкости груза и тары, (тара камышовая);

Z – время, за которое необходимо снизить температуру, (60-70 ч).

Температура данного груза на протяжении всего пути следования остается постоянной, поэтому Q₆ к расчетам не принимаем.

Для удобства расчёты теплопритоков сведём в таблицу.

 

Таблица 4 – Расчетные теплопритоки

	Унгены	Могилев	Гулевцы	Дарница	Алтыновка	Брянск	Горенская	Москва
		211	192	186	235	226	205	174
tхода, ч		7	6	6	7	7	6	6
остановка		1	2	8	2	3	5
отправление	15	23	7	21	6	17	4	10
до13 ч.			30,5		29,5		25,5	27,8
до1 ч.	33,3	29,5		29,7		28,3
T cp		31,4	30	30,1	29,6	28,9	26,9	26,7
		27,4	26	26,1	25,6	24,9	22,9	22,7
Q1		15,68545	14,925	14,979	14,707	14,327	13,241	13,13
Q2		2,352818	2,2387	2,2469	2,2061	2,1491	1,9862	1,969
Q3		3,137090	2,9850	2,9958	2,9415	2,8655	2,6483	2,626
Q4	нет вентиляции
Q5		6,3	5,4	5,4	6,3	6,3	5,4	5,4
Q6		-	-	-	-	-	-	-
Qобщ		27,475	25,5489	25,6223	26,1557	25,6425	23,2761	23,129

 

Выбор компрессора

На основании диаграммы расхода холода (Приложение) для условия следования вагонов по одному из «трудных» участков находится рабочая холодопроизводительность установки. «Трудным» считается участок с наибольшим теплопритоком.

Рабочая холодопроизводительность брутто компрессора определяется для «трудного» участка:

 

, кВт/час,                                  (16)

 

где b = коэффициент, учитывающий непредвиденные расходы энергии,(0,1-0,2).

 

                                             (17)

 

Стандартная холодопроницаемость компрессора:

 

                     (18)

где q – объемная производительность хладагента для стандартных и рабочих условий;

l - коэффициент подачи хладагента для рабочих и стандартных условий.

Стандартные условия:

 =-15⁰С;

=+30⁰С;

=+25⁰С;

=-15⁰С;

Тогда по табличным значениям определяем:

q_v^ст=1339кДж/м³, l^ст=0,72;

q_v^р=1081,4кДж/м³, l^р=0,64.

Выбираем стандартный компрессор ФУБС-9. Технические характеристики приведены ниже в таблице 5.

 

Таблица 5 – Техническая характеристика компрессора ФУБС-9

N п.п	Параметры	Единица Измерения	Величина
1	Число цилиндров	шт.	4
2	Ход поршня	мм	50
3	Диаметр цилиндра	мм	67,5
4	Частота вращения колен.вала	Об/мин	960
5	Объем, описываемый поршными	М3/час	82,5
6	Холодопроизводительность при стандартном режиме	кВт	10,4
7	Потребляемая мощность	кВт	4,5
8	Масса	кг	200