Курсовая работа: Вагон вантажний рефрижераторної секції

Таблиця 6.1

Параметри холодоагенту у характерних точках циклу

параметри	t0 ,°С	Р, МПа	I, кДж/кг	V, м3/кг
точка циклу
1 1' 2 2' 3 3' 4	-13 10 69 40 40 35 -13	0,18 0,18 1,0 1,0 1,0 1,0 0,18	392 410 450 420 259 250 250	0,11 0,13 0.024 - - - -

Таблиця 6.2

Розрахунок циклу холодильної машини

Параметр, що визначається		Формула		Розрахунок
1 Питома масова холодопродуктивність холодоагенту, кДж/кг				392-250=142
2 Масоний видаток холодоагенту, кг/год				3,6·3207,76/142=81,32
3 Питома робота компресора, кДж/кг				450-410=40
4 Теоретична потужність компресора, Вт			81,32·40/3,6=903,56
5 Питоме теплове навантаження на конденсатор, кДж/кг			450-259=191
6 Теплове навантаження на конденсатор, Вт			81,32·191/3,6=4314,48
7 Об'ємний видаток холодоагенту через компресор, м3/год			81,32·0,11=8,95
8 Об'ємний видаток холодоагенту через конденсатор, м3/год			81,32·0,024=1,95

7 ВИЗНАЧЕННЯ ОБ'ЄМНИХ КОЕФІЦІЄНТІВ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕСОРА

Продуктивність компресора залежить від коефіцієнта подачі λ, який ви-знача об'ємні втрати дійсного компресора.

Коефіцієнт подачі компресора визначається добутком робочих коефіцієнтів:

, (7.1)

де λс - об'ємний коефіцієнт;

λдр- коефіцієнт дроселювання;

λп - коефіцієнт підігріву;

λщ - коефіцієнт щільності.

Об'ємний коефіцієнт визначається за формулою:

, (7.2)

де С - відносна величина шкідливого простору компресора, С = 0,04...0,06;

m - показник політропи (для хладонових компресорів, т = 1).

.

Коефіцієнт дроселювання визначається за формулою:

, (7.3)

де ΔР0 - депресії (зміни тиску) при всмоктуванні в компресор, ΔР0 = 0.04 МПа;

ΔРк - депресії на нагнітанні компресора, ΔРк = 0,08 МПа.

.

Коефіцієнт підігріву визначається за формулою:

, (7.4)

де Т0 , Тк - температура кипіння та конденсац холодоагенту, К

°С, (7.5)

°С, (7.6)

 К ,

 К,

.

Коефіцієнт щільності визначається з умови λщ = 0,96...0.98.

λ =0,77·0,76·0,83·0,97=0,47.

8 РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕСОРА (ДІАМЕТРА ЦИЛІНДРА ТА ХОДА ПОРШНЯ)

Дійсна продуктивність компресора визначається за формулою, м3/год:

,                                                         (8.1)

де  - масовий видаток холодоагенту, кг/год;

 - питомий об'єм пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор, м3/кг.

 м3/год.

Діаметр циліндра компресора визначаєтся за формулою, м:

, (8.2)

де λ - коефіцієнт подачі компресора;

D - діаметр циліндра, м;

S - хід поршня, м;

Z - кількість циліндрів компресора (Z = 2, 4, 8);

п - частота обертання вала компресора, об/хв. (n = 1000 ... 1500 об/хв).

 - відношення ходу поршня до діаметра, ( = 0.7...0.9 - для компресорів рухомою складу);

 м.

Визначаємо хід поршня, м:

, (8.3)

 м.

За знайденими значеннями діаметра циліндра D та ходу поршня S визначаємо дійсну продуктивність компресора за формулою. м3/год:

, (8.4)

 м3/год.

Дійсна продуктивність компресора V повинна дорівнювати або бути більшою хоподопродуктивност компресора V1' .

9 ВИЗНАЧЕНИЙ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КОЕФІЦІЄНТІВ ТА ПОТУЖНОСТІ, ЩО СПОЖИВАЄТЬСЯ КОМПРЕСОРОМ

Енергетичн коефіцієнти компресора дозволяють визначити енергетичні втрати дійсного компресора.

Індикаторна потужність компресора, Вт

,                                                              (9.1)

де NT - теоретична потужність компресора. Вт;

ηi - індикаторний ККД.

, (9.2)

де λп - коефіцієнт підігріву;

b - емпіричний коефіцієнт (b= 0,0025);

t0 - температура кипіння рідкого холодоагенту у випарнику.

,

 Вт.

Ефективна потужність компресора:

, (9.3)

де ηм - механічний ККД (ηм = 0,90...0,93).

Вт.

Ефективний ККД компресора:

, (9.4)

.

Потужність на валу двигуна компресора, Вт:

, (9.5)

де ηп - загальний ККД передачі дорівнює 0,96...0,99.

Вт.

10 РОЗРАХУНОК ТРУБОПРОВОДІВ

Трубопроводи для холодильних машин підбирають по внутрішньому діаметру.

Діаметр всмоктувальною трубопроводу компресора визначається за формулою, м:

, (10.1)

де Vвс - об'ємний видаток пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор, м3/с;

Wвс- швидкість руху пари холодоагенту у всмоктувальному трубопроводі

(Wвс = 12 м/c).

, (10.2)

де - масовий видаток холодоагенту, кг/год;

- питомий об'єм пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор, м3/кг.

 м3/с,

м.

Діаметр нагнітального трубопроводу компресора визначається за формулою, м:

, (10.3)

де Vнаг - об'ємний видаток пари холодоагенту при нагнітанн компресор, м3/с;

Wнаг- швидкість руху пари холодоагенту при нагнітанні компресора, Wвс=5 м/c.

, (10.4)

де - масовий видаток холодоагенту, кг/год;

- питомий об'єм пари холодоагенту при нагнітанні з компресора, м3/кг.

 м3/с,

м.

11 ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ (РОЗРАХУНОК ТА КОНСТРУЮВАННЯ КОНДЕНСАТОРА)

Мета розрахунку конденсатора – визначення площі теплопередавальної поверхні та витрат охолодженого повітря.

Площу теплопередавальної поверхні визначаємо з рівняння теплопередачі:

, (11.1)

де Qк - теплове навантаження на конденсатор, Вт;

К - коефіцієнт теплопередачі, Вт/м2 К;

Fк - площа теплопередавальної поверхні конденсатора, м2;

Δtср - середня логарифмічна річниця температур.

, (11.2)

Коефіцієнт теплопередачі для конденсаторів з повітряним охолодженням складає 30...45 Вт/м2·К.

Рисунок 11.1 - Графік температурного режиму роботи конденсатора

tк - температура конденсації, tк=40°С;

t1 - температура повітря на вході в конденсатор (дорівню температурі

зовнішнього повітря), t1=29°С;

t2 - температура повітря на виході з конденсатора, tк=33°С.

(t2> t1 на 3...4°С)

. (11.3)

. (11.4)

. (11.5)

°С,

°С,

°С,

м2.

Витрати повітря через конденсатор, м3/с:

, (11.6)

де Сп - теплоємність повітря, Дж/кг·К, (Сп = 1003 Дж/кг·К);

ρп - щільність повітря, кг/м3 ;

Δtп - нагрів повітря у конденсаторі.

. (11.7)

, (11.8)

де Рб - тиск атмосферного повітря, Рб = 1·105 Па;

Rп - газова стала повітря, Rп = 287 Дж/кг ·К;

Тср - середня різниця температур повітря на вході та виході з конденсатора, К.

, (11.9)

, (11.10)

. (11.11)

 К,

К,

 К,

 кг/м3,

°С,

 м3/с.

12 ОСНОВНІ ВИМОГИ ОХОРОНИ ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКИ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ХОЛОДИЛЬНИХ УСТАНОВОК

В процес обслуговування, виконання ремонту і при випробуваннях холодильної установки рефрижераторного рухомого складу доводиться мати справу з агрегатами апаратами, які мають частини, що рухаються, і працюють під великим тиском високою електричною напругою.

Крім того доводиться працювати на залізничних коліях в умовах транспорту, що рухається.

В цих умовах вс працівники зобов'язані знати і дотримувати правила техніки безпеки.

На залізничному транспорті основним документом організуючим безпечну роботу, є Правила технічної експлуатації (ПТЕ), Інструкція по сигналізації на залізницях, правила нструкції по техніці безпеки при виконанні окремих робіт.

Окрім правил техніки безпеки, всі працюючі повинні добре знати пристрій і умови експлуатац того устаткування, з яким їм доводиться працювати, а так само уміти надавати першу допомогу при нещасних випадках.

Особам, не знайомим з устаткуванням і інструкціями по його експлуатації, забороняється проводити будь-які перемикання на панелях, вмонтовувати і демонтувати устаткування.

До обслуговування холодильного устаткування допускаються особи, які досягли 18 років, спеціально навчені правилам техніки безпеки і знаючі інструкцію по обслуговуванню дано холодильної установки.

Перед виконанням регламентних і ремонтних робіт інструктаж механіків, обслуговуючих ремонтуючих холодильні компресори і установки, за правилами техніки безпеки проводить начальник секції.

При виконанні робіт слід користуватися тільки справним, передбаченим для даного типу устаткування інструментом. Не можна виконувати які-небудь ремонтні роботи на компресорі, що знаходиться під напругою. При операціях, пов'язаних з небезпекою пораження електричним струмом, застосовують захисні засоби (гумов килимки, інструмент з ізольованими ручками), а на пристроях, звідки може бути подаватися напруга, вішають таблички.

Розкривати компресори, апарати і трубопроводи дозволяється тільки в захисних окулярах полі зниження тиску фреону до атмосферного. При огляді внутрішніх порожнин компресора використовують переносні лампи на напругу не більше 36 В акумуляторні ліхтарі. Користуватися для освітлення відкритим полум'ям забороняється.

Заправку або поповнення системи холодильної установки проводять так, щоб фреон подавався на сторону низького тиску. Відгвинчувати колпачкову гайку на штуцері вентиля балона дозволяється тільки в захисних окулярах.

Зберігати балони, у тому числі і порожні, слідує тільки у встановлених місцях.

Не дозволяється експлуатувати холодильну установку за відсутності пломб на приладах, а так само по закінченню термінів огляду приладів, манометрів, компресорів і апаратів.

Манометри перевіряють і калібрують не рідше одного разу на рік.

Не дозволяється проводити ремонт і підтягати болти на працюючому устаткуванні і на трубопроводах, що знаходяться під тиском.

Обморожену через попадання рідкого фреону ділянку шкірного покриву треба розтирати ватяною кулькою до почервоніння, шкіри після чого протерти і накласти пов'язку з бинта.

При утворенні пухирів шкіру розтирати не можна. Якщо фреон потрапив в очі, потрібно промити їх струменем води кімнатної температури під невеликим тиском і закапати в очі стерильне вазелінове масло.

Палити при обслуговуванні холодильного устаткування забороняється.

ВИСНОВОК

В курсовій робот виконані необхідні розрахунки та графічна частина по розробці холодильно системи вагона.

Холодильна машина парова компресійна, одноступеневого стиснення, працює на холодоагенті R134а, система охолодження безпосередня.

Таблиця

Розрахунков параметри курсової роботи

Параметри	Значення
1 Сумарна площа теплопередавальних поверхонь огорожі кузова вагона, м2	242,62
2 Зведений коефіцієнт теплопередачі огорожі кузова вагона, Вт/м2·К	0,27
3 Сумарн теплонадходження в вагон, Вт	2275,72
4 Робоча холодопродуктивність холодильної машини, Вт	3207,76
5 Температура кипіння рідкого холодоагенту, 0С	-13
6 Температура конденсації холодоагенту, 0С	40
7 Теплове навантаження на конденсатор, Вт	4314,48
8 Параметри поршневого компресора:
8.1 Кількість ступіней стиснення	1
8.2 Коефіцієнт подачі в робочих умовах	0,47
8.3 Діаметр циліндра, м	0,053
8.4 Хід поршня, м	0,0477
8.5 Кількість циліндрів	4
8.6 Частота обертання вала компресора, об/хв	1000
8.7 Ефективна потужність компресора, Вт	1239
8.8 Потужність електродвигуна компресора, Вт	1423,26
9 Площа теплопередавальної поверхні конденсатора, м2	13,93

ЛІТЕРАТУРА

1 Демьянков Н.В. Холодильные машины и установки. – М.: Транспорт, 1976.

2 Пастарнак С.Ф.,Зуев Ю.Ф. Холодильные машины и установки. – М.: Транспорт, 1982.

3 Бакрадзе Ю.М., Акимов Б.С., Фаерштейн Ю.О. Ремонт рефрижераторних вагонов. – М.: Транспорт, 1983.

4 Екимовский И.П. Эксплуатация и техническое обслуживание рефрижераторного подвижного состава. М.: Транспорт, 1983.

5 Енергохолодильні системи вагонів та їх ТО: Метод. вказ. для студ. вищ. навч. закл. залізн. трансп./В.М. Іщенко. – К.: КУЕТТ, 2005.-45 с.:іл.