4.1 Определение теплопритоков в грузовое помещение вагона (контейнера) для 1-го режима перевозки спг

Общее количество тепла (Вт), отводимое через поверхность приборов охлаждения или холодопроизводительность установки при перевозке мороженых грузов составляет:

, (4.1)

где Q₁ – теплоприток в грузовое помещение вагона от наружного воздуха и воздуха машинного отделения через ограждение кузова (4.2);

Q₂ – теплоприток от воздействия солнечной радиации (4.3);

Q₃ – теплоприток через неплотности в дверях, люках, в местах прохода трубопроводов (4.4);

Q₄ – теплоприток, эквивалентный работе электродвигателей вентиляторов-циркуляторов;

Q₅ – теплоприток, образующийся вследствие снятия ''снеговой шубы''.

, (4.2)

где k_н, F_н – соответственно коэффициент теплопередачи (Вт/м²К) и площадь теплопередающей поверхности вагона от наружнего воздуха, м² ;

k_м, F_м - соответственно коэффициент теплопередачи (Вт/м²К) и площадь перегородок машинного отделения вагона или контейнера, м²;

k_н (k_м) принять равным 0,45 Вт/м²К;

–температура воздуха машинного отделения, ⁰С, =+43…45°С;

t_н – температура наружного воздуха, °С, t_н = +25…+45°С;

– температурный режим перевозки, = -18…-20°С.

Площадь теплопередающей поверхности можно определить по следующей формуле:

F_н=2∙F_торц+2∙F_бок+F_крыши+F_пола,, (4.3)

где 2∙F_торц является площадью перегородок машинного отделения F_м.

Определение Q₁ для АРВ и 5-БМЗ:

1) для АРВ:

F_н=2*3,1*2,665+2*2,665*19+19*3,1+19*3,1=235,6 (м²);

Q₁=0,45*235,6*(37-(-19))+0,45*16,523*(44-(-19))=6405,5 (Вт).

2) для 5-БМЗ:

F_н=2*3,1*2,810+2*2,810*21+21*3,1+21*3,1=265,6 (м²);

Q₁=0,45*265,6*(37-(-19))+0,45*17,422*(44-(-19))=7187,03 (Вт).

Теплоприток в грузовое помещение от воздействия солнечной радиации Q₂ через крышу Q_ркр, боковые Q_рбс, торцевые стены Q_ртс и пол Q_рп определяется по формуле:

, (4.4)

Каждое слагаемое формулы (4.4) определяется следующим образом:

, (4.5)

где – коэффициент теплопередачи части ограждения кузова, Вт/(м²*К), рекомендуется принимать Вт/(м²*К).

– коэффициент поглощения солнечных лучей (принимают для крыши =0,7; для боковой стены =0,6; для торцевой стены =0,8; для пола =0,98);

– среднесуточная интенсивность полного солнечного облучения (для крыши =328 Вт/(м²*К); боковой стены =142 Вт/(м²*К); для торцевой стены =80 Вт/(м²*К); для пола =32 Вт/(м²*К));

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности; =33 Вт/(м²*К) (для всех элементов вагона).

Определение Q₂ для АРВ и 5-БМЗ:

1) для АРВ:

Q_ркр=0,45*58,9*0,7*328/33=184,4 (Вт);

Q_рбс=0,45*101,27*0,6*142/33=117,7 (Вт);

Q_ртс=0,45*16,523*0,8*80/33=14,4 (Вт);

Q_рп=0,45*58,9*0,98*32/33=25,2 (Вт);

Q₂=184,4+117,7+14,4+25,2=341,7 (Вт).

2) для 5-БМЗ:

Q_ркр=0,45*65,1*0,7*328/33=203,8 (Вт);

Q_рбс=0,45*118,02*0,6*142/33=137,3 (Вт);

Q_ртс=0,45*17,422*0,8*80/33=15,2 (Вт);

Q_рп=0,45*65,1*0,98*32/33=27,8 (Вт);

Q₂=203,8+137,3+15,2+27,8=384,1 (Вт).

Теплопритоки через неплотности в дверях, люках, в местах прохода трубопроводов и др. (Вт) определяются по формуле:

, (4.6)

где – объем воздуха, поступающего через неплотности ограждения, рекомендуется принять – для контейнера; _. – для вагона ( -полный объем грузового помещения контейнера или вагона);

– плотность воздуха, кг/м³, определяется как

(4.7)

где – количество (в долях единицы) сухого воздуха ( . Рекомендуемое соотношение 0,5+0,5=1);

– соответственно плотность сухого и влажного воздуха при заданных параметрах наружного воздуха;

– энтальпия (теплосодержание) воздуха наружного и в грузовом помещении вагона (контейнере) при заданной температуре и относительной влажности, определяют по диаграмме (Приложение). На этой диаграмме линия =const показана наклонными прямыми, относительной влажности φ – кривыми. Значение энтальпии определяется в точке пересечения кривых влажности и линий температуры – .

Определение теплопритоков через неплотности в дверях, люках, в местах прохода трубопроводов и др.

1)для АРВ:

Объем воздуха, поступающего через неплотности ограждения для вагона равен =0,5*102,2=51,1 (м³).

При температуре наружного воздуха +37°С плотность сухого воздуха =1,139 кг/м³, плотность влажного воздуха =1,111 кг/м³.

=0,5*1,139+0,5*1,111=1,125 (кг/м³)

Энтальпия (теплосодержание) воздуха наружного и в грузовом помещении вагона (контейнере) при заданной температуре и относительной влажности составляет =106 кДж/кг, =-18 кДж/кг.

Теплоприток Q₃ по формуле 4.6 равен:

Q₃=51,1*1,125*(106–(-18))/3,6=1980,1 (Вт).

2) для 5-БМЗ:

Объем воздуха, поступающего через неплотности ограждения для вагона равен =0,5*136=68 (м³).

При температуре наружного воздуха +37°С плотность сухого воздуха =1,139 кг/м³, плотность влажного воздуха =1,111 кг/м³.

=0,5*1,139+0,5*1,111=1,125 (кг/м³)

Энтальпия (теплосодержание) воздуха наружного и в грузовом помещении вагона (контейнере) при заданной температуре и относительной влажности составляет =106 кДж/кг, =-18 кДж/кг.

Теплоприток Q₃ по формуле 4.6 равен:

Q₃=68*1,125*(106–(-18))/3,6=2635 (Вт).

Для 1-го режима перевозки СПГ теплопритоки Q₄ не рассчитываются, т.к вентилирование не предусмотрено; т.е. вентиляторы отключены. Таким образом, Q₄=0.

Теплоприток за счет оттаивания ''снеговой шубы'' на испарителях, рекомендуется принимать Q₅=120 Вт.

Общее количество тепла (Вт), отводимое через поверхность приборов охлаждения или холодопроизводительность установки при перевозке мороженых грузов по формуле 4.1 составляет:

1) для АРВ:

=6405,5+341,7+1980,1+0+120=8847,3 (Вт);

2) для 5-БМЗ:

=7187,03+384,1+2635+0+120=10326,13 (Вт).