Перевезення швидкопсувних вантажів

ЗАПРОВАДЖЕННЯ.

1.ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОПРИТОКОВ.

1.1. Визначення расчётных параметрів зовнішньої среды.

1.2.Расчёт теплопритоков.

1.2.1. Теплоприток через огородження кузова.

1.2.2. Теплоприток рахунок інфільтрації повітря.

1.2.3. Теплоприток на охолодження вантажу і тари у переповненому вагоні.

1.2.4. Теплоприток рахунок біохімічного тепла.

1.2.5. Теплоприток рахунок сонячної радіації.

1.2.6. Теплоприток рахунок припливу свіжого повітря при вентилировании вагона.

1.2.7. Теплопоступления рахунок роботи вентиляторов-циркуляторов.

1.2.8. Теплоприток рахунок відтаювання сніговий шуби на испарителях.

1.2.9. Теплоприток рахунок охолодження вагона.

1.2.10. Теплоприток через відчинені двері при навантаження.

1.3.Результаты розрахунку теплопритоков.

2.УСТАНОВЛЕНИЕ РЕЖИМІВ РОБОТИ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОГО ИХОЛОДИЛЬНОГО УСТАТКУВАННЯ ПКС.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУНКТІВ ЕКІПІРУВАННЯ ЭПС У НАВАНТАЖЕНОМУ РЕЙСЕ.

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЛЕЖНОСТІ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЙ У ВАГОН ВІД КІЛЬКОСТІ ВАНТАЖУ У ВАГОНІ.

СПИСОК ВИКОРИСТОВУВАНИХ ИСТОЧНИКОВ.

Мета курсової роботи — визначити витрата дизельного палива й потреба у екіпіруванні вагона під час навантаженого рейса.

Визначення кількості тепла, що надходить вантажне приміщення вагона, ставитися до теплотехническим розрахунками. З таких розрахунків вирішують різні проектні і експлуатаційні завдання, такі как:

* визначення розрахункової теплової навантаження під час проектування новогохолодильного устаткування чи теплоізоляції вагонов;

* визначення потребной чи фактичної теплової навантаження для експлуатаційних целей;

* оцінка можливості підтримки необхідного температурного режиму перевезення і виявлення причин його нарушения;

* визначення пунктів екіпірування ізотермічних вагонов;

* зокрема можливість використання рефрижераторних вагонів як «Термос».

Існує дві способу (методу) теплотехнических розрахунків: аналітичний і графоаналитический. Для проектних цілей використовують аналітичний метод.

За позитивного рішення експлуатаційних і ступінь економічних завдань мінливість параметрів довкілля може суттєво позначитися на результатах розрахунку тому використовуються графоаналитический метод визначення витрати холоду. Стисло суть цього методу залежить від графічному зіставленні хладопроизводительности пристроїв охолодження і розвитком усіх теплопоступлений всередину вагона залежно від часу діб, і місця його нахождения.

Графоаналитические розрахунки дозволяють визначити усереднений витрата холоду на напрямі, у умовах найнаближеніші до фактичним. У цьому витрата холоду залежить від мінливих температури зовнішнього повітря, виду рухомого складу, заданої температури всередині вагона.

Існує десять теплопритоковQ1… Q10, які поділяються на безперервні Q1… Q4, періодичні Q5… Q8 і разові Q9… Q10.

1. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОПРИТОКОВ.

Основними вихідними даними у розрахунку теплопритоков графоаналитическим методом являются:

1. технічна характеристика використовуваного изотермического рухомого складу (ИПС);

2. теплотехнические характеристики, властивості, спосіб, режим і період перевезення груза;

3. розрахункова температура зовнішнього повітря на напрямі перевозки;

4. початкова температура вантажу коли його пред’являють до перевозке;

5. надійність розрахунку теплопритоков;

6. маршрут прямування рухомого складу від місця навантаження до місця выгрузкис виділенням ньому опорних станцій, включаючи станції навантаження, вивантаження, переформування складів їсти дорогою, а як і при різкій зміні кліматичних условий.

7. велечины середніх чи розрахункових температур зовнішнього повітря на опорних станціях за станом 13 годин дні й одну годину ночи;

8. протяжність ділянок між опорними станціями і дільнична швидкість руху поїздів між ними;

9. час подачі вагонів під погрузку;

10. тривалість простою вагонів на опорних станциях.

1.1. Визначення розрахункових параметрів зовнішньої среды.

Для визначення розрахункових параметрів довкілля маршрут розбивають на розрахункові ділянки — інтервали за тривалістю перебування вагона на:

— i-x опорних станціях (?), год (=1, 2,.,);

— i-x ділянках між опорними станціями (), год (=1, 2,.,-1),.

де — кількість опорних станцій на маршруте.

Загальна тривалість прямування вагона від навантаження до вивантаження, дорівнює, год :

У цьому загальна кількість розрахункових інтервалів на маршруті () составит:

.

Тривалість прямування вагона у ділянці дорівнює, год :

.

де — протяжність ділянок між i-ми опорними станціями, км;

— дільнична швидкість руху поїздів, задана. = 25 км/ч.

Посуточное (графиковое) час проследование поїздом всіх i-х опор-ных станцій по прибуттю і з відправленню, год :

;

;

де — посуточное час відправлення поїзди з попередньої станції, ч.

Початком відліку є заданий час подачі вагонів під навантаження на станції «А » .

Розрахункові температури зовнішнього повітря на опорних станціях: денні на13 годині і нічні одну годину визначаються по формулам:

те у тих ділянках.

де — середньомісячна температура зовнішнього повітря одну годину і 13 годин на даної i-го опорною станції, ;

X — параметр, визначальний задану надійність розрахунку теплопритоков (Р=0.95);

???і oc — заданий середньоквадратичне відхилення температури зовнішнього повітря від її середнього значення за станом 1 одна година й на13 часов.

Розрахункові значення температур зовнішнього повітря, градусів, під час перебування вагонів на опорних станціях і ділянках визначаються по формулам:

також ділянках:

Вихідні і розрахункові значення змінюються параметрів довкілля зведені в таблицю 1.

Таблиця 1.

Змінні параметри зовнішньої среды.

Параметр

Ед.

Станції і ділянки маршрута.

изм.

А.

А-Б.

Б.

Б-В.

В.

В-Г.

Г.

Г-Д.

Д.

?і oc.

ч.

Li уч.

км.

Vi уч = 25.

км/ч.

?і уч.

ч.

Ti ocпр

ч.

Ti ocотпр

ч.

ti ocЭД.

0С.

ti ocЭН.

0С.

ti oc (уч)РД.

0С.

17,2.

16,2.

15,2.

16,7.

18,2.

20,2.

22,2.

19,2.

16,2.

ti oc (уч)РН.

0С.

10,2.

10,7.

11,2.

11,7.

12,2.

14,2.

16,2.

12,7.

9,2.

ti oc (уч)Р.

0С.

13,2.

14,73.

13,76.

12,57.

12,79.

16,97.

21,41.

15,92.

12,7.

1.2. Розрахунок теплоритоков.

Розрахунок теплопоступлений ведеться у тисячах кДж однією вагон по приведеним нижче формулам.

1.2.1. Теплоприток через огородження кузова.

де КР і FP — відповідно расчётный коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2?К), і повна расчётная поверхню огорожі кузова вагона, м2 ;

tB — температура повітря всередині вагона, градусів, обумовлена як.

середній розмір між верхнім і нижнім граничними.

значеннями температурного режиму перевезення груза:

KM і FM — відповідно коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2?К), і поверхню перегородок, м2, з контуру машинного відділення, КМ =0,32 Вт/(м2?К), FM=10,8 м²;

Отже, теплоприток Q1 за всі опорним станціям і ділянкам маршруту, кДж:

=420,48 =850,54 = 222,24= 491,87 = 302,19.

= 945,71 = 482,6 = 805,5 = 548,72.

1.2.2. Теплоприток рахунок інфільтрації воздуха.

гдеСВ — теплоёмкость повітря, СВ = 1,0 кДж/(кг? K);

?У — щільність воздуха,??В = 1,2 кг/м3,.

VВ — обсяг інфільтрації повітря, м3/ч, залежить від надёжности розрахунку теплопритоков (Р), VВ = 96 м3/ч;

tн — расчётная температура зовнішнього повітря, 0С.

??-?расчётная тривалість перевезення вантажу, ч.

Отже, теплоприток Q2 за всі опорним станціям і ділянкам маршруту, кДж:

= 89,39.

= 181,12 = 47,28 = 104,49 = 64,21 = 201,73.

= 103,16 = 171,69 = 116,58.

1.2.3. Теплопритоки на охолодження вантажу і тари в вагоне.

де Сгр і У розділі ст — відповідно теплоёмкость вантажу і тари, Сгр = 3,56 кДж/(кг?К),.

СП = 2,9 кДж/(кг?К);

GГР і GТ — відповідно маса вантажу і тари, GГР= 36 т, GТ= 6 т;

tгрн — початкова температура вантажу, з завдання. tгрн = 11 градусів.

tгрк — кінцева температура вантажу, tгрк = tвв = 5 градусів ;

На малюнку 1 показано діаграма охолодження вантажу та повітря у переповненому вагоні. Так по закінченні вантаження та закриття дверей температура повітря на вагоні приймає значення близький до початковій температурі вантажу (tгрн). Після відключення холодильного обладнання першу чергу охолоджується повітря вагоні. При зниженні його температури до значення відповідного нижній межі режиму перевезення, холодильне устаткування відключається. Повітря у переповненому вагоні починає нагріватися рахунок впливу теплопритоков і теплопоступлений від самої вантажу. Щойно температура повітря всередині вагона підвищується до верхньої межі режиму перевезення знову починається процес охолодження тощо. буд.

Початкова тривалість охолодження повітря на вагоні, відповідна так званому нестационарному режиму перевезення, великою мірою залежить від початковій температури вантажу і щільність навантаження, визначається по формуле:

де m — емпіричний коефіцієнт, визначальний тепм охлаждедия у переповненому вагоні, залежить від види продукту і щільність навантаження, m=0,031;

b — темп охолодження повітря на вагоні, залежить від характеристик ИПС, b=0.35 K/ч.

Охолодження вантажу на вагоні до значень температур відповідних стаціонарному режиму перевезення, здійснюється під час? гр0,определяемое за такою формулою:

Теплоприток відносять тих станції і ділянки маршруту, у яких відбувається охолодження вантажу і тари, тобто у межах? гр0.

І тому значення Q3 розподіляють пропорційно часу перебування вагона цих ділянках і станциях:

Отже, теплоприток Q3 за всі опорним станціям і ділянкам маршруту, кДж:= 134,57;= 235,5;= 67,29;= 168,21;= 100,93;= 166,87.

1.2.4. Теплоприток рахунок біохімічного тепла.

Теплоприток Q4 расчитывается окремо для стаціонарного і нестацонарного режимів.

де q4HЕСТ і q4CТ — удільні тепловыделения, відповідно для нестаціонарного і стаціонарного режимів перевезення, q4HЕСТ=78 кДж/(т?ч),.

q4CТ=49 кДж/(т?ч),.

Отже теплоприток Q4 за всі станціям і ділянкам, кДж:

1.2.5. Теплоприток рахунок сонячної радиации.

гдеtэр — температура рассеяной радіації, tэр=1,5 К;

Fбс і FK — відповідно площа бічних муру і даху вагона, м2, Fбс=55 м2, FK=67 м2;

і - эквивавлентные температури прямий радіації на вертикальні і горизонтальні поверхні вагона,=5,5 K, =13,5 К;

???З — ймовірність сонячних днів на рік, ?С=0,46;

???Ci — тривалість впливу сонячної радіації з розрахунку що під час затяжного перехідного періоду сонячна радіація діє з 8 годин до 18 часов.

Отже, теплоприток Q5 за всі станціям і участкам:

1.2.6. Теплопоступления з допомогою припливу свіжого повітря при вентилировании вагона.

Q6 = 0.

Оскільки, правилами перевезень передбачено вентилювання лише бананів та інших вантажів в зимове время.

1.2.7 Теплопоступления з допомогою роботи вентиляторов-циркуляторов.

Визначають всім типів ИПС, мають примусову циркуляцію повітря. Для нестаціонарного режима:

де N — потужність електродвигуна вентилятора-циркулятора, N=0,45 кВт ;

nЭ — число електродвигунів, nЭ=4;

? — коефіцієнт теплових втрат электродвигателя,???0,06.

Для стаціонарного режима:

Отже, теплоприток Q7 за всі опорним станціям і ділянкам маршруту, кДж :

1.2.8 Теплоприток з допомогою відтаювання сніговий шуби на испарителях.

Визначають лише 5-ти вагонних секцій і АРВ:

гдеq8 — удільні теплопоступления при відтаненні сніговий шуби, q8=100 тис. кДж;

nOT — інтервал з якого виробляють відтавання сніговий шуби, залежить середньої температури зовнішнього повітря, сут.

nOT = 7,55 діб = 181,2 часа.

Якщо, то необхідність відтаювання сніговий шуби отсутствует;

1.2.9. Теплоприток з допомогою охолодження вагона.

Теплоприток Q9 є тільки до того часу, поки вагоні охолоджується повітря, тобто у нестационарном режиме.

Отже, теплоприток Q9 за всі опорним станціям і ділянкам маршруту, кДж :

1.2.10. Теплоприток через відчинені двері при погрузке.

Вочевидь, що Q10, буде відсутні, якщо вагон і вантаж попередньо не охолоджені до необхідного режиму перевозки.

1.3 Результати розрахунку теплопритоков.

Результати розрахунку теплопритоков на станціях і ділянках наводяться в таблиці 2.

Потім будують графік витрати холоду під час гружёного рейсу (рис 2). Спочатку формують центральну частина графіка. Вісь абсцис що означає тривалість перевезення, ділять в обраному масштабі на тимчасові інтервали, відповідні часу перебування вагона на опорних станція і ділянках, проставляючи їх чисельні значення, год. Саме там вказують відстань між опорними станціями, км і посуточное час проследования опорних станцій по прибуттю і отправлению.

У частині графіка відкладаю розрахункові температури зовнішнього воздухана опорних станціях і ділянках за станом 13 год, одну годину й у середньому під час перебування там вагона із їхніх про чисельні значень, 0С.

У верхню частину графіка спочатку відкладено суми разових теплопритоков, тис. кДж. Відтак до ним додана сума періодичних. Останньою відкладена загальна сума теплопритоков.

2.

ВСТАНОВЛЕННЯ РЕЖИМІВ РАБОТЫ.

ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНОГО И.

ХОДИЛЬНОГО УСТАТКУВАННЯ РПС.

Режими роботи дизелів, холодильних машин і електропечей ПКС визначають із можливості забезпечення теплового балансу.

Визначаємо потребную на одне вагона потужність холодильних машин (QXi), кВт, усім опорних станціях і ділянках маршрута:

гдеQобi — сумарні теплопритоки до вагона на аналізованому ділянці чи станції, тис. кДж;

?і - тривалість нахождния вагона на розрахунковому ітому интервале, ч.

Значення QXi заносимо в таблицю 3 і порівнюємо із сумарною потужністю холодильних машин (QXM) яке може забезпечити один вагон АРВ. У реальних умов перевезень QXM трохи менше паспортної, тому значення QXM слід сприймати з поправочными коефіцієнтами (зависящимим від режиму перевезення і розрахункової температури зовнішнього повітря).

Ставлення потребной холодопроизводительности до дійсною називають коэфициентом робочого дня холодильних машин (?X):

Якщо ?Xi > 1, то приймаємо ?Xi =1 (холодильне устаткування не справляється з відведенням теплопритоков).

Визначимо тривалість роботи холодильних машин, ч:

Режими обслуговування вагонів:

— нестаціонарний режим охладения (НРО) — 2 дизеля;

— стаціонарний режим охолодження (СРО) — 1 дизель;

— режим опалення (РВ) — 1 дизель;

— без опалення й охолодження (БОО) — 0 дизелей.

Дані про режими і тривалості роботи дизель-генераторного і холодильно-отопительного устаткування ПКС наводжу в таблиці 3.

Визначаємо фактичну витрату дизельного палива під час навантаженого рейсу, кг:

;

де g — удельны витрата дизельного палива, споживаний одним дизелем під навантаженням, g= 20 кг/ч;

???Дi — тривалість роботи дизелів на i-тых ділянках і станціях, год;

0,2 і 0,8 — коефіцієнти, враховують зміна питомої витрати дизельного палива під час роботи дизелів під навантаженням й у холостому режимі.

3. ВИЗНАЧЕННЯ ПУНКТІВ ЕКІПІРУВАННЯ ИПС.

У НАВАНТАЖЕНОМУ РЕЙСЕ.

У процесі эксплуатаци ИПС виникає у його екіпіруванні (ПКС — дизельним паливом, а вагонів, охлаждаемых готовим хладогентом — рідким азотом, сухим льодом, водним льодом чи льдосолеными сумішами). У цьому важливо знати забезпечується через час навантаженого рейсу необхідний режим перевезення які є запасом палива чи охолоджуючих коштів. Якщо ні, то, на такому ділянці маршруту слід додаткову екіпірування вагонов.

Для ПКС визначають припустимий витрата дизельного палива, і потім порівнюють із фактичним витратою на маршруті прямування, кг:

гдеGП і GP — соотетственно сповнений спокус і резервний запаси дизельного палива,.

GП= 7950 кг, GР=1680 кг.

Gдоп = 7950−1680=6270 > 2297,6.

Оскільки, необхідна умова дотримується, то проміжні екіпірування РВР на маршруті прямування в навантаженому рейсі не требуются.

4. ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЙ.

У ВАГОН ВІД КІЛЬКОСТІ ВАНТАЖУ У ВАГОНЕ.

Для визначення залежності теплопоступлений до вагона кількості вантажу на вагоні слід розрахувати теплопритоки, залежать від кількості вантажу: Q3 і Q4. При різних значеннях кількості вантажу і можуть побудувати графік залежності сумарного теплопритока кількості вантажу. Формули до розрахунку теплопритоков Q3 і Q4 наведені у п. 1.2.3 і п. 1.2.4. Розрахунок проводимо для Gгр= 20, 30, 40 тонн. Результати зводимо в таблицю 4. Графік залежності сумарного теплопритока кількості вантажу будуємо за даними таблиці 4 (рис. 2.).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Теплотехнічна розрахунок изотермического вагона під час навантаженого рейсу.: Метод. указ. /Сост. М. М. Тертеров, У. У. Єфімов, У. І. Місюкевич. — Л.: ЛИИЖТ, 1991. — 40 с.

2. Оформлення текстових документів.: Метод. указ. /Сост. У. А. Болотин, У. У. Єфімов, У. П. Ігнатьєва, М. Ф. Фролова; Під ред. У. П. Игнатьевой. — СПб.: ПГУПС, 1998. — 48 з.