М4. Хладотранспорт КР

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Вагоны»

ХЛАДОТРАНСПОРТ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ

ГРУЗОВОЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ

Методические указания к выполнению контрольной
работы для обучающихся по специальности 23.05.03

Подвижной состав железных дорог, специализации
«Грузовые вагоны» очной и заочной форм обучения

Составитель: М.А. Паренюк

Самара

2023

УДК 629.4.048

Хладотранспорт и специализированный грузовой подвижной состав:
Методические указания к выполнению контрольной работы для обучающихся по
специальности 23.05.03 Подвижной состав железных дорог, специализации «Грузовые
вагоны» очной и заочной форм обучения / составитель: М.А. Паренюк. – Самара:
СамГУПС, 2023. – 30 с.

В методических указаниях изложен порядок выполнения контрольной работы по
основным разделам.

Приведен справочный материал, необходимый при изучении хладотранспорта,
выполнении теплотехнического расчета изотермических вагонов и при самостоятельном
решении студентами вопросов ремонта холодильного и энергетического оборудования.

Предназначены для студентов очной и заочной форм обучения.

Утверждены на заседании кафедры «Вагоны» 13.10.2022 г., протокол № 3.

Печатаются по решению редакционного-издательского совета университета.

Составители: Мария АнатольевнаПаренюк

Рецензенты: д.т.н., профессор кафедры «Вагоны» СамГУПС А.Н. Балалаев;

к.т.н., и.о. зав. кафедрой «Тяговый и подвижной состав» СамГУПС

А.В. Муратов

Редактор:

Подписано в печать Формат 60*84 1/16

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл.п.л. 2,0

Тираж Заказ N

©Самарский государственный университет путей сообщения

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения……………………………………………………….……………………..4
Аннотация……………………………………………………………..………………………..5
Исходные данные………………………………………………………………………………5
Введение…………………………………………………………………………………….…..5
1 Расчет приведенного коэффициента теплопередачи ограждения кузова вагона.…...….5
2 Теплотехнический расчет рефрижераторного вагона…………………………………....10

• 2.1 Тепловой расчет……………………………………………………………………..…….11
  2.2 Контрольный тепловой расчет на компьютере………………………….……….…..….13
  2.3 Расчет потребной холодопроизводительности холодильной машины……………...…13
  3 Расчет и построение теоретического рабочего холодильного цикла на энтальпийной
  диаграмме p-i для хладагента……………………………………………………...…………14
  4 Выбор схемы холодильной машины и описание ее работы…………………..………….14
  5 Расчет основных параметров холодильной машины, определение рабочих и
  энергетических коэффициентов компрессора………………………………………………15
  6 Расчет диаметров трубопроводов и их подбор……………………………………………16
  6.1 Контрольный расчет компрессора и трубопроводов на компьютере………………..16
  Библиографический список…………………………………………………………...……...16
  ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Варианты заданий для выполнения контрольной
  работы……….………..18

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Варианты и темы индивидуальных заданий…………………………..20
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Температурный режим и вентилирование

скоропортящихся грузов при перевозке в рефрижераторных вагонах……………………21
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Диаграмма i-d влажного воздуха……………………………………….22
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Исходные данные для контрольного расчета компрессора и
трубопроводов, на компьютере………………………………………………………….…...23
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Технические характеристики грузовых вагонов РПС………………..24
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Технические характеристики компрессоров РПС…………………….25
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. Исходные данные для контрольного теплового расчета

Вагона РПС на компьютере…………………………………………………………………..25
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. Энтальпийная диаграмма P-i для хладона-12 (фреона)………………26
ПРИЛОЖЕНИЕ 10. Энтальпийная диаграмма P-i для аммиака…………………………...27
ПРИЛОЖЕНИЕ 11.Технические характеристики воздушных

конденсаторов РПС…………………………………………………………………………...28
ПРИЛОЖЕНИЕ 12.Технические характеристики воздухоохладителей РПС…………….28
ПРИЛОЖЕНИЕ 13.Техническая характеристика аммиачного

кожухотрубного горизонтального испарителя…………………………………...…………28
ПРИЛОЖЕНИЕ 14.Сортамент труб для холодильных установок………….….…………..29

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курсовая работа охватывает вопросы расчета теплотехнических показателей
ограждения кузова изотермических вагонов, теплотехнического расчета вагонов и
определения холодопроизводительности холодильных машин, а также другие вопросы,
являющиеся основной частью процесса изучения дисциплины «Хладотранспорт и
специализированный грузовой подвижной состав».

Цель работы – приобретение навыков расчета параметров рабочего процесса
холодильного оборудования и подбора агрегатов, а также развитие навыков
самостоятельного решения вопросов ремонта холодильного и энергетического
оборудования. В результате выполнения контрольной работы студент должен:

• • знать основные типы и модели специализированных грузовых вагонов, их
  назначение и особенности применения; распознавать конструкцию специализированных
  грузовых вагонов их устройств, оборудования и приспособлений; перечислить методы
  выявления неисправностей специализированных грузовых вагонов, эксплуатируемых на
  магистральных железных дорогах;
• • уметь выявлять неисправности специализированных грузовых вагонов в
  эксплуатации; читать показания приборов для измерения параметров холодильной
  среды;
• • владеть навыками вычисления основных технико-экономических показателей
  подвижного состава и теплового расчета изотермических вагонов различных типов.

Для выполнения контрольной работы студенту выдается вариант задания,
содержащий необходимые исходные данные.

Пояснительная записка выполненной контрольной работы включает
последовательно (все листы нумеруются) аннотацию, исходные данные, введение,
основные разделы работы, индивидуальное задание и список использованных
источников. К пояснительнойзаписке прикрепляется графическая часть (1 лист).

В пояснительной записке должны быть приведены расчеты по всем разделам
задания. Необходимо включать схемы, диаграммы, рисунки и другие материалы,
поясняющие текстовую часть. Величины, входящие в формулы, поясняют, приводят их
размерность. Информация, принимаемая в расчетах, обязательно должна иметь ссылку
на использованный источник. Особое внимание необходимо обратить на применение в
расчетах одной системы единиц.

Содержание разделов контрольной работы основывается на результатах изучения
дисциплины «Хладотранспорт и специализированный грузовой подвижной состав» по
материалам лекций, практических занятий, а также на самостоятельном изучении
студентами рекомендуемых источников и дополнительной литературы.

Пояснительную записку следует оформлять на листах формата А4 на ПК. Названия
разделов в содержании и в тексте должны быть одинаковы и написаны прописными
буквами. Сокращать слова в тексте не следует, допускаются лишь общепринятые
сокращения технических терминов.

Курсовая работа должна содержать все разделы, представленные ниже в данных
методических указаниях, в том же порядке.

АННОТАЦИЯ

В аннотации сообщается о рассмотренных в работе вопросах, объеме в листах,
наличии графического материала, количестве использованных источников.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В исходных данных приводится информация, необходимая для выполнения расчетов
по основным разделам работы, а также указывается номер варианта и тема
индивидуального задания (приложения 1 и 2).

Исходные данные для выполнения контрольной работы оформляются в виде
таблицы 1.

Исходные данные (вариант № )

Таблица 1

Линейные размеры различных типов грузовых вагонов даны в приложении 6.

В индивидуальном задании разрабатывается один из вопросов, связанных сремонтом и
техническим обслуживанием холодильных установок РПС.

Параметры воздуха в грузовом помещении РПС выбирают (приложение 3) в
зависимости от состояния груза перед погрузкой в соответствии с заданием по
рекомендациям [14]. Для всех случаев принимают относительную влажность φв = 90 %.

ВВЕДЕНИЕ

Во введении кратко освещаются сведения о назначении вагона, его энергохолодильного
оборудования и его возможных режимах работы.

• 1 РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
  ОГРАЖДЕНИЯ КУЗОВА ВАГОНА

Основным показателем теплотехнических качеств ограждения кузова
изотермического вагона является приведенный коэффициент теплопередачи. Его величина
является интегральной характеристикой вагона в целом и зависит от конструкции
элементов кузова (крыша, пол, боковые и торцовые стены, окна), свойств изоляционных и
строительных материалов, условий эксплуатации. Для тепловой изоляции ограждения
кузова вагона следует выбирать высокоэффективные материалы с малыми

коэффициентами теплопроводности, плохо впитывающие влагу, стойкие к механическим
повреждениям и т.д.

При вычислении коэффициентов теплопередачи каждый элемент ограждения кузова
принимают как многослойную плоскопараллельную стенку и используют
соответствующую формулу.

В начале определяют значения фактических коэффициентов теплопередачи каждого
i-го элемента ограждения кузова, характеризующих теплотехническое состояние нового
вагона по формуле, Вт/(м²К)

iфа кт

1

1 ^ ¹

I ij +

(1)

^н j=1 Л/ ^аВ i

где αн – коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности вагона, Вт/(м²К);

для изотермических вагонов принимают, Вт/(м² К)

Можно принимать α_н = 73÷75 Вт/(м² К);

• δ_ij – толщина j–го слоя i–го элемента ограждения, м. Значения толщин принимают
  посправочникам, чертежам;
• λ_ij – коэффициент теплопроводности материала j–го слоя i–го элемента
  ограждения,Вт/(м К).
• n– количество слоев в конструкции i–го элемента;
• αвi– коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности i–го элемента

ограждения, Вт/(м² К);

для изотермических вагонов принимают:

аВ крыши=9 Вт/(м2 К);

«В пола=6 Вт/(м² К);

ав стен=10 Вт/(м² К).

Значение К_i ф_акт округляют до второго знака после запятой.

Кузов вагона внутри имеет продольные и поперечные элементы жесткости,
выполненные из металла. В местах их размещения возникают тепловые мостики,
увеличивающие коэффициент теплопередачи ограждения. Во время эксплуатации вагона
возможно появление зазоров между пакетами теплоизоляции, уплотнение слоев и т.д.
Поэтому при выполнении контрольной работы эти обстоятельства следует учитывать
увеличением значений коэффициентов Кфакт до значений расчетных коэффициентов
теплопередачи i-го элемента.

Кi рас = 1,5 • Кi факт, Вт/(м² К)

(2)

Значение приведенного коэффициента теплопередачи ограждения кузова вагона
определяют по формуле, Вт/(м² К)

У ™„К -F

£а j = 1^1vi рас ¹ 1

(3)

’^пр У'” Е-

^1 = 1^Г1

где Fi – площадь поверхности i-го элемента ограждения, м²; m – количество
элементов ограждения.

В соответствии с ГОСТ 12406-79 должны выполнятся условия Кпр ≤ 0,36 Вт/(м²К)
(для изотермических вагонов), что рекомендовано в [3, с. 177].

Конструкции изотермических вагонов отличаются от грузовых вагонов тем, что они
должны препятствовать передаче тепла через стены ограждения, поэтому стены
выполняются многослойными с использованием теплоизоляционных материалов.

Для теплотехнических расчетов необходимы данные по толщинам слоев различных

участков стен ограждения, по площади этих участков и по физическим константам
материалов слоев.

На рисунке 1 схематично изображен разрез ограждения кузова вагона с основными
размерами. Величины основных размеров вагонов различных типов содержатся в
таблице 2.

Рис. 1. Поперечный разрез ограждения кузова вагона

Следует учесть, что теплоизоляционное ограждение вагонов не охватывает
неотапливаемые тамбуры машинных отделений в рефрижераторных, поэтому длина
огражденной части вагона L₁ отличается от наружной длины L.

Таблица 2

Основные размеры кузовов рефрижераторных вагонов

Тепловлажностная защита и герметичность кузова определяются конструкцией
ограждающих поверхностей, а также теплоизоляционными материалами.

Конструкция ограждения современного вагона представляет собой многослойную
стену. Кузов изотермического вагона состоит из каркаса наружной и внутренней
металлических обшивок, слоев тепло- и гидроизоляционных материалов (рисунок 2).

Рис. 2. Элементы ограждения изотермических вагонов: а – крыши; б – стены; в – пола;

1 – поперечная балка рамы вагона; 2 – металлический гофрированный лист; 3 – теплоизоляция;

4 – деревянная поперечная балка; 5 – верхний настил пола; 6 – оцинкованный лист;

7 – вертикальная стойка стены; 8 – наружная стальная обшивка; 9 – обшивка потолка;

10 – деревянная потолочная дуга; 11 – стальнаяпотолочная дуга; 12 – стальная обшивка крыши;

13 – стальная внутренняя обшивка с вертикальными гофрами

Значения коэффициента теплопроводности разных материалов, применяемых в
конструкции ограждения рефрижераторных вагонов, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Коэффициент теплопроводности X для различных материалов

Толщины слоев ограждения и их материалы для вагонов различных типов

приведены в таблице 4.

Таблица 4

Материалы и толщины слоев ограждения различных типов вагонов

Для определения площади поверхности крыши необходимо рассчитывать длину
образующей профиля крыши – рисунок 3.

Рис. 3. Профиль крыши с основными размерам

Рассчитать длину образующей профиля крыши можно, представив ее в виде
половины эллипса с полуосями b и H/2. Величина полуоси «b» находится по формуле

• b = R_t- ^-^У—^-Г^У ,Вт (4)

где размеры R1, R2, H берутся из табл. 1.

Длина образующей профиля крыши определяется по формуле: I = 1 аг ,

где a=H/2 – большая полуось эллипса, м;

^ - коэффициент, значение которого можно найти в таблице 5 по отношению
длин полуосей эллипса.

Таблица 5

Значения коэффициента %

Площадь поверхности находится как:

Fкрыши = / • L1, м²; (5)

где L1 – длина огражденной части вагона, м.

• 2 ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ВАГОНА

Основной целью теплотехнического расчета вагона является определение
следующих величин: 1) суммарного количества тепла, поступающего во внутреннее
помещение вагона от различных источников при работе энергохолодильного
оборудования, либо теряемого при отоплении; 2) потребной холодопроизводительности
холодильной машины; 3) тепловой нагрузки основных теплообменных аппаратов
энергохолодильного оборудования.

Теплотехнический расчет рефрижераторного вагона охватывает тепловой расчет,
имеющий целью определение общего количества тепла, отводимого при работе холодильной
установки вагона, а также установление потребной холодопроизводительности холодильной

машины, по которой подбирают компрессор и теплообменные аппараты.

Порядок теплового расчета зависит от состояния груза перед погрузкой, заданного в
исходных данных. При проведении теплового расчета для типа РПС, заданного в
исходных данных, используют значения величин, указанные в таблице 6.

Таблица 6

Площади теплопередающих поверхностей и коэффициенты теплопередачи
ограждения грузовых вагонов

2.1 Тепловой расчет

Тепловой расчет выполняется для одного из трех состояний груза перед погрузкой,
заданного в исходных данных (неохлажденный груз, мороженый или охлажденный груз).

Тепловой расчет при перевозке неохлажденного груза с охлаждением его в пути
следования

Уравнение общего теплового баланса имеет вид

^Qобщ.РПС = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 (6)

где Q_общ._РПС - общий теплоприток в грузовое помещение вагона, Вт;

Q1 —теплоприток через ограждение кузова вагона вследствие разности температур
воздуха снаружи и внутри грузового помещения;

Q2–теплоприток вследствие поступления наружного воздуха через неплотности в
дверях, люках, местах проходов трубопроводов и др.;

Q3– теплоприток от воздействия солнечной радиации;

Q4–теплоприток вследствие поступления наружного воздуха при вентилировании
грузового помещения;

Q5 –теплоприток, эквивалентный работе электродвигателей вентиляторов-
циркуляторов воздуха в грузовом помещении;

Q6 – теплоприток от охлаждения груза и тары в грузовом помещении;

Q7 – теплоприток вследствие выделения грузом биологического тепла;

Q8–теплоприток вследствие оттаивания снеговой «шубы» воздухоохладителя.

Принимают 200 Вт [6].

Указанные выше элементарные теплопритоки в грузовое помещение вычисляют в
зависимости от состояния груза, условий перевозки, типа РПС по формулам (7) ÷ (13).

Q1 = КПР • ^Fp(^tН.ср.сут - tB) ⁽⁷⁾

где Кпр – приведенный коэффициент теплопередачи, вычисленный по формуле (3),
Вт/(м² К);

Fp- площадь теплопередающей поверхности вагона, м².

Принимают по таблице 4 взависимости от типа РПС.

tН.ср.сут – среднесуточная температура наружного воздуха;

при t_Н ≥ +40 ºС принимают значение t_{Н.ср.сут} = +36 ºС, а при t_Н < +40 ºС принимают
tН.ср.сут = tН (см. исходные данные).

tв – температура воздуха внутри грузового помещения; принимают по таблице 3.

где 0,3·V_полн = V_во

Q⁰,³ ^полн ~ S \

2 = ^ • Рв&н — 1в)

3,6

– объем воздухообмена через неплотности, м³/ч;

^_

(8)

можно принять Vво = 50 м³/ч;

V_полн – полный объем грузового помещения вагона, м³ (таблица 3);

ρ_В = 1,17÷1,20 – плотность влажного воздуха, кг/м³;

iн, iв – удельные энтальпии соответственно наружного воздуха и воздуха в грузовом
помещении, кДж/кг. Принимают по «i-d» диаграмме по значениям tн, φн и tв, φв = 90 %.

Q3 = 7 [ККр • Ркр(1кр,-
24

_-

^Н.ср.сут) + КП^П^П.max

_-

^Н.ср.сут)]

(9)

где Z_со = 12÷16 – продолжительность солнечного облучения в течение суток летом,
час;

К_кр, К_п – коэффициенты теплопередачи соответственно для крыши и пола, Вт/м²К.

t_KP._max = 60 °С — максимальная температура крыши;

t_n._max = 50 °С — максимальная температура пола.

При отсутствии вентилирования принимают Q₄ = 0.

Q5 = 1000•^дв •Пдв •^•^н

24

(11)

где Nдв – мощность электродвигателя вентилятора-циркулятора РПС, кВт (таблица 3);

nдв – количество электродвигателей (таблица 3);

η – коэффициент выделения тепла, зависит от места расположения электродвигателя
относительно грузового помещения. Принимают для 12-вагонной и 5-вагонной секций
η = 1.0, а для АРВ η = 0.8 (вне грузового помещения);

Z_вен = 22 – продолжительность работы вентилятора в течение суток, час.

_п _ УпогрузТгр<0,85^^ГР ^{+ 0}>15£т⁾⁽£гр.нач ^гр.кон)

6

3,6 £ охл

где V_погруз – погрузочный объем вагона, м³ (таблица 3);

γгр– погрузочная плотность с тарой. Принимают осредненное значение 280 кг/м

(12)

3

Сгр–удельная теплоемкость груза. Принимают осредненное значение 3,6 кДж/(кг·К),
[6];

Ст– удельная теплоемкость тары. Принимают осредненное значение 2,7 кДж/(кг·К), [6];

• tгр.нач = tн – начальная температура неохлажденного груза, ºС;
• tгр.кон = tв – конечная температура охлажденного груза, ºС;

Zохл = 60÷72 – продолжительность охлаждения груза от температуры tн в момент
погрузки до t_в после охлаждения в вагоне, час (таблица 3).

В формуле (21) величина V_погруз·γ_гр·0,85 = М_гр – масса груза в вагоне, а V_погруз·γ_гр·0,15 = М_т
– масса тары.

__ Vпогруз•/^•0,85^6иол

7 — -------------

⁷ 1000

(13)

где qбиол = 97 Вт/т – количество биологического тепла по [5, с. 115], выделяемое

грузомпри перевозке.

Тепловой расчет при перевозке мороженого груза

Уравнение общего теплового баланса имеет вид:

^Qобщ.РПС = ^Q1+^Q2+^Q3+^Q5+^Q8 ⁽¹⁴⁾

где значения Q₁, Q₂, Q₃, Q₅ вычисляются соответственно по формулам (7), (8),
(9),(11).

Необходимо обратить внимание, что вследствие t_в < 0 ºС по «i-d» диаграмме [5,
с. 157] может при φв = 90 % устанавливаться значение энтальпии iв < 0. Это является
условностью расчета величины (iн – iв), входящей в Q2. В действительности энтальпия
воздуха физически никогда не может иметь отрицательного значения, так как
термодинамическая температура воздуха Тв ≥ 0 К и удельная теплоемкость воздуха Св > 0.

Выражение в круглых скобках в формулах (8), (10) принимает вид [iн – (–iв)] =
(iн + iв), если iв < 0.

Тепловой расчет при перевозке груза, предварительно охлажденного до t_гр.нач

Уравнение общего теплового баланса имеет вид:

^Qобщ.РПС = Q1+Q2+Q3+Q5+Q7+Q8 (15)

где значения Q1, Q2, Q3, Q5, Q7 вычисляются соответственно по формулам (7), (8),
(9),(11), (13), причем Q7 учитывается только при iв > 0 ºС.

• 2.2 Контрольный тепловой расчет на компьютере

Программа расчета потребной холодопроизводительности холодильной машины для
одного вагона РПС составлена на алгоритмическом языке «Бейсик» и хранится в
компьютере зала курсового проектирования ВЦ СамГУПС (диск D, директория KURS,
имя XOLD.BAS). После загрузки программы появляются запросы, приведенные с
примером ответа в приложении 8.

Если при ответах допущена ошибка, которая прошла ввод, то следует остановить
программу (УПР+СТОП), исправить ошибку, снова запустить программу, нажав
клавишу F2.

• 2.3 Расчет потребной холодопроизводительности холодильной машины

С учетом коэффициента β = 1,05÷1,15 вычисляют

брутто

^Q общ. РПС = P ^QобЩ.РПС

(16)

где, Q_общ._РПС= результат вычисления по формулам (15) либо (23), либо (24).

В зависимости от структуры РПС, количества холодильных машин (ХМ),
приходящихся на все грузовые вагоны, определяют потребную

холодопроизводительность:

для 5-ти вагонной секции и АРВ:

Значение Q0, вычисленное по формуле (26) или (27), далее используется при
определении основных параметров холодильной машины и в расчете холодильного
цикла.

• 3 .РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАБОЧЕГО
  ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИКЛА НА ЭНТАЛЬПИЙНОЙ
  ДИАГРАММЕ P-i ДЛЯ ХЛАДАГЕНТА

Расчет теоретического рабочего холодильного цикла необходим для определения
основных параметров холодильной машины, которая этот цикл осуществляет. Цикл
строят по параметрам узловых точек с помощью диаграммы P-i для применяемого
хладагента.

В начале вычисляют значения температуры кипения хладагента t0, температуры
конденсации хладагента t_к, и при необходимости температуры переохлаждения
хладагента t_п (иногда обозначают t_и). Температуру всасывания паров хладагента в
компрессор полагают tвс = t0 [6, с. 58].

Для рефрижераторного вагона:

t0 = tв – (7÷10), ºС

tк = tн+(12÷15), ºС

tп = tк – (3÷5), ºС

Найденные значения температур дают соответствующие точки цикла на линии
насыщенного сухого пара (паросодержание х = 1,0) в диаграмме P-i. Спроецировав точки
температур t0, tк на ось ординат, находят значения давлений P0, Pк, а на оси абсцисс
находят значения энтальпий для соответствующих точек. Кроме того, по диаграмме P-i
определяют удельный объем пара в т. 1 и т. 2.

Результаты определения параметров узловых точек теоретического рабочего
холодильного цикла сводят в таблицу 7.

Таблица 7

Параметры холодильного агента

При расчете теоретического рабочего холодильного цикла и параметров
холодильной машины рекомендуются источники [4, с. 44; 5, с. 73; 7, с. 36].

• 4 ВЫБОР СХЕМЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ И ОПИСАНИЕ ЕЕ РАБОТЫ

Для аммиачных холодильных машин при Pк – P0 ≥ 1,2÷1,3 МПа и для фреоновых
при Pк – P0 ≥ 0,8÷1,0 МПа рекомендуется использовать машины с двумя ступенями
сжатия вместо одноступенчатых.

В пояснительной записке должны быть представлены принципиальная схема и
описание рабочего процесса холодильной машины, указано назначение ее узлов [4, 7, 8].

• 5 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ,
  ОПРЕДЕЛЕНИЕРАБОЧИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ
  КОМПРЕССОРА

Расчет основных параметров холодильной машины и определение рабочих и
энергетических коэффициентов компрессора выполняют по методике (см. лекции,
практические занятия, 7, с. 39–40 и др.).

Действительную холодопроизводительность компрессора определяют с помощью
ряда рабочих коэффициентов, отражающих факторы, не учтенные в теоретическом
цикле.

Общую оценку потерь в компрессоре дает коэффициент подачи λ в зависимости от
объемного коэффициента λ_с, коэффициента дросселирования λ_др, коэффициента
подогрева λ_п и коэффициента плотности λ_пл

A = Ас 'Адр •An •Ап (19)

Величины коэффициентов в правой части формулы (28) предварительно вычисляют
по [2, с. 21; 4, с. 49; 6, с. 56]. Обычно коэффициент подачи определяют опытным путем в
зависимости от отношения давлений конденсации P_к и кипения P_о. Для фреоновых
компрессоров рекомендуется формула:

Л = 0,855 -0,0425 - (20)

К параметрам компрессора относятся холодопроизводительность, зависящая от t. и
t_к, потребляемая мощность, диаметр цилиндра, ход поршня и др.

Для сравнения компрессоров по холодопроизводительности и их подбора
установлены стандартные температурные условия работы [4, с. 51; 5, с. 78; 7, с. 51].

В каталогах и справочниках холодопроизводительность компрессоров указывается
для стандартных условий. Пересчет холодопроизводительности с рабочих условий в
стандартные выполняют по формуле:

О» =Q0раб '7^^(21)

Араб QVраб

qvраб = qv = q⁰⁽²²⁾

• V1

qo = ii - i4(23)

где V1 — удельный объем в точке 1 по диаграмме P-i;

V2 — удельный объем в точке 2 по диаграмме P-i ;

q₀-удельная холодопроизводительность хладагента, кДж/кг;

• i₁, i₄ –удельная энтальпия в точке 1 и 4 соответственно, кДж/кг;

λст, λраб – коэффициенты подачи компрессора соответственно для стандартных и
рабочих условий;

qV.CT, q_v._рa_б- объемные холодопроизводительности хладагента соответственно для
стандартных и рабочих условий.

Для фреоновых компрессовров Ас_т = 0,72; q_Vсl = 1333 кДж/м³.

Для аммиачных компрессоров λст = 0,72, qV = 2211 кДж/м³.

По значению стандартной холодопроизводительности в каталогах и справочниках
выбирают компрессор, который удовлетворяет требованиям. Технические характеристики

компрессоров РПС приведены в приложении 7.

• 6 РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ТРУБОПРОВОДОВ И ИХ ПОДБОР

Расчеты трубопроводов, соединяющих основные части паровых компрессионных
холодильных машин (ПКХМ), состоят в определении их внутреннего диаметра в
зависимости от количества циркулирующего хладагента, его удельного объема,
допустимой скорости движения [7, с. 216] по формуле, используемой для всасывающего
трубопровода с параметрами пара в т.1 и для нагнетательного – в точке 2.

dВНнагн =

N

dВНвсас = √

м

м

(24)

(25)

где Gх – количество хладагента, проходящего по трубопроводу, кг/ч;

Gx = ^Q0раб (26)

x _q0

V – удельный объем хладагента в 1т и 2т на диаграмме P–i, м³/кг;

W– скорость движения хладагента, м/с. Принимают для фреона 15÷18 м/с в
нагнетательном трубопроводе и 12÷15 м/с – во всасывающем. Для аммиака принимают
18÷25 м/с в нагнетательном трубопроводе и 15÷18 м/с во всасывающем. В жидкостных
трубопроводах для фреона и аммиака принимают 0,5÷1,0 м/с.

По результатам расчетов подбирают трубы согласно сортаменту (таблица 5). Для
фреона берут медные трубы, для аммиака – стальные бесшовные.

• 6.1 Контрольный расчет компрессора и трубопроводов на компьютере

Расчет параметров компрессора и соединительных трубопроводов выполняется по
программе KOMP.BAS. Исходные данные представляются в форме по приложению 5.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

• 1. Матяш Ю.И., Клюка В.П. Системы кондиционирования и водоснабжения
  пассажирских вагонов : учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. – М. : УМЦ по образов. на
  ж.-д. трансп., 2008. – 288 с.
• 2. Пигарев В.Е., Архипов П.Е. Холодильные машины и установки кондиционирования
  воздуха / под ред. В.Е. Пигарева. – М.: Маршрут, 2003. – 424 с.
• 3. Зворыкин М.Л., Черкез В.М. Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах. –
  М.: Транспорт, 1977. – 288 с.
• 4. Осадчук Г.И., Фарафонов Е.С. Холодильное оборудование вагонов и
  кондиционирование воздуха. – М.: Транспорт, 1974. – 304 с.
• 5. Шадур Л.А. Развитие отечественного вагонного парка. – М.: Транспорт, 1988. – 273
  с.
• 6. Демьянков Н.В., Маталасов С.Ф. Хладотранспорт. – М.: Транспорт, 1976. – 248 с.
• 7. Тертеров М.Н. и др. Железнодорожный хладотранспорт. – М.: Транспорт, 1987.

– 255 с.

• 8. Тертеров М.Н. и др. Хладотранспорт (с примерами решения задач). – М.:
  Транспорт, 1985. – 135 с.
• 9. Демьянков Н.В. Холодильные машины и установки. – М.: Транспорт, 1976. – 360 с.
• 10. Яковлев И.Н., Шаповаленко М.Л. Изотермический подвижной состав. – М.:
  Транспорт, 1977. – 230 с.
• 11. Пастухов Н.Ф. и др. Вагоны : учебник для техникумов ж.-д. транспорта / подред.

В.В. Лукина. – М.: Транспорт, 1988. – 280 с.

• 12. Энергетика и технология хладотранспорта / под ред. Л.Я. Левенталя. – М.:
  Транспорт, 1993. – 289 с.
• 13. Ким Н.С., Фарафонов Е.С. Ремонт установок кондиционирования

воздухапассажирских вагонов. – М.: Транспорт, 1977. – 166 с.

• 14. ГОСТ 617-82. Трубы медные. Сортамент.
• 15. ГОСТ 8732-80. Трубы стальные бесшовные. Сортамент.
• 16. Сборник правил перевозок грузов на железнодорожном транспорте. Книга 1.

М. : Юридическая фирма «КОНТРАКТ», 2001. – 599 с.

• 17. Скрипкина Е.Б. и др. Экономика, организация и планирование холодильного
  хозяйства. – М.: Транспорт, 1977. – 120 с.
• 18. Вальт, Э.Б. Железнодорожный хладотранспорт. / Э.Б. Вальт. – Екатеринбург:
  Уральский государственный университет путей сообщения, 2003. – 378 с.

Большаков,С.А. Холодильная техника и технология / С.А. Большаков, В.Ф. Лебедев. –
М.: ИНФРА-М, 2000. – 286 с.

Варианты заданий для выполнения контрольной работы

Варианты и темы индивидуальных заданий

Температурный режим и вентилирование скоропортящихся грузовпри
перевозке в рефрижераторных вагонах

Диаграмма i-d влажного воздуха

Исходные данные для контрольного расчета компрессора и трубопроводов
на компьютере

В распечатке результатов расчета содержатся значения параметров и их
размерности:

– количество циркулирующего хладагента, кг/час;

– диаметр цилиндра, мм;

– ход поршня, мм;

– внутренний диаметр соединительных трубопроводов, м.

Распечатку результатов необходимо дополнить данными из справочной
литературы по характеристикам компрессора холодильной машины вагона-
прототипа и параметрамитрубопроводов согласно сортаменту труб (приложение 14).

Технические характеристики грузовых вагонов РПС

Технические характеристики компрессоров РПС

Приложение 8

Исходные данные для контрольного теплового расчета вагона РПС на
компьютере

Энтальпийная диаграмма P-i для хладона-12

i диаграмма в координатах Р-1 для хладагента R12

Энтальпийная диаграмма P-i для аммиака

гоо ISO JOO JJO 400 400 500 550 too 650 1500 1550 №00 №50 1700 1750 1000 №50 1900 1950 1,КДж/КГ

Технические характеристики воздушных конденсаторов РПС

Приложение 12

Технические характеристики воздухоохладителей РПС

Приложение 13

Техническая характеристика аммиачного кожухотрубного горизонтального
испарителя

Сортамент труб для холодильных установок