Состояние системы охлаждения в РПС. Применение холодильной установки вагона, страница 8

Объёмный расход пара, то есть объёмную подачу компрессора или действительный объём всасывания определяем по формуле:

                                                                (43)

где -удельный объём всасываемого пара, м³/кг, определяем по диаграмме p-i, в точке 1^/.

По расчёту

м³/с.

По графику находим коэффициенты подачи компрессора , в зависимости от степени сжатия  и типа компрессора.

= 0,95 МПа; =0,1 МПа; =9,5 => =0,55.

Объём, описываемый поршнями компрессора определяется по формуле

                                                                    (44)

По расчёту

м³/с.

Принимаем = 98,18 м³/ч.

Теоретическую мощность, затрачиваемую в компрессоре, определяем по формуле:

                                                          (45)

где -энтальпии в характерных точках, кДж/кг.

По расчёту

кВт.

Находим действительную мощность компрессора по формуле:

                                                                   (46)

где -индикаторный коэффициент полезного действия, =0,6.

По расчёту

кВт

Определяем эффективную мощность на валу компрессора по формуле:

                                                                    (47)

где -максимальный коэффициент полезного действия, = 0,84-0,92.

По расчёту

кВт.

Мощность электродвигателя определяем по формуле:

                                                (48)

где - КПД клиноременной передачи, 0,94÷0,98;

- КПД электродвигателя, 0,84÷0,95.

По расчёту

кВт.

Выбираем электродвигатель мощностью 10 кВт.

Определяем тепловую нагрузку на конденсатор по формуле:

                                                                     (49)

По расчёту

кВт.

Теоретический холодильный коэффициент, или удельная холодопроизводительность определяется по формуле:

                                                                          (50)

По расчёту

Электрический холодильный коэффициент, или удельная холодопроизводительность определяется по формуле:

                                                                        (51)

По расчёту

Выбираем компрессор ФУУ25, номинальная холодопроизводительность 29,7 кВт, число цилиндров - 8, описываемый объём - 124 м³/ч, частота вращения вала -25 1/с, потребляемая мощность - 10 кВт.

8 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМПРЕССОРА

Расчёт основных параметров компрессора производится по заданным температурным режимам его и хладопроизводительности.

Определим диметр цилиндра по формуле:

                                                        (52)

где - объём описываемый поршнем компрессора, м³/ч;

- средняя скорость компрессора, м/с;

- число цилиндров.

По расчёту

м.

Ход поршня определяется из соотношения = ÷0,60,8.

Принимаем = 0,8. Ход поршня равен

м.

Частота вращения вала определяется по формуле

                                                             (53)

По  расчёту

об/мин.

В наибольшей степени этим данным соответствует компрессор ФУУ25, работающий при 1012,7 об/мин и имеющий 8 цилиндров, диаметром 74,06 мм, ход поршня 44,4 мм.

9 РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕННЫХАППАРАТОВ УСТАНОВКИ

9.1 Расчёт испарителя-воздухоохладителя.

Воздухоохладители установки ВР-1М размещены непосредственно в грузовых помещениях вагонов и являются по сути своей испарителями для непосредственного охлаждения воздуха с принудительной циркуляцией его от вентиляторов - циркуляторов.

Теплопередающая поверхность воздухоохладителя определяется по формуле:

                                                                (54)

где - тепловой поток в воздухоохладителе (суммарная нагрузка на воздухоохладитель), определяемый расчётом требуемой холодопроизводительности, Вт;

- коэффициент теплопередачи аппарата, =15÷35 Вт/(м²град);

- средняя разность температур хладоносителя и кипящего хладагента, = 8÷10 °C.

По расчёту

м².

Потребная производительность вентиляторов воздухоохладителей определяется по таблице, = 8500 м³/ч, мощность электродвигателя вентилятора =2,2 кВт.

9.2 Расчёт конденсатора.

Конденсатор холодильной установки ВР-1М 5-вагонной секции БМЗ выполнен из медных труб с латунными рёбрами. Для обдува конденсатора используется один осевой вентилятор.

Расчёт конденсатора сводится к определению теплопередающей поверхности  и расхода воздуха  м³/ч.

Площадь теплопередающей поверхности определяется по формуле:

                                                           (55)

где - тепловая нагрузка на конденсатор, Вт;

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м²-град);

- средняя разность температур конденсирующегося хладагента и охлаждающегося воздуха или воды, °С.

По расчёту

м².

Определяем расход воздуха по формуле:

                                                    (56)

где - удельная теплоёмкость воздуха, кДж/(кгК);

- плотность воздуха при температуре (20-40) °С, (1,2-1,13) кг/м³;

- нагрев воздуха в конденсаторе, К.

По расчёту

м³/ч

Общее аэродинамическое сопротивление серийных конденсаторов (с учётом потерь напора за их пределами в диффузоре, жалюзи и т.д.) = 490÷590 Па, принимаем среднее = 500 Па.

Выбираем конденсатор с воздушным охлаждением, поверхность теплообмена 90 м², общая производительность вентиляторов 7500 м³/ч.

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ВАГОНА

В настоящее время изотермическим подвижным составом осуществляется около 55% объема перевозок скоропортящихся грузов, в том числе па долю рефрижераторного подвижного состава приходится около 30%.

Для получения искусственного холода можно использовать различные холодильные машины. Однако на железнодорожном транспорте в основном используется компрессорные холодильные машины и в редких случаях абсорбционные которые расходуют на единицу хладопроизводительности значительно больше тепла, чем паровые компрессорные машины. Вместе с тем не означает, что в маломощных установках эксплуатация абсорбционных машин менее экономична, чем компрессорных.