Разработка основных узлов тепловоза м62к. Разработка электрической схемы отопления вагонов дизель-поезда. Расчет потребной электрической энергии для отопления вагона дизель-поезда, страница 2

F_ок = 23·1,04·0,73 = 18 м².

F_ст  = F_стб – F_ок ,                                   (6)

F_ст  = 82,4 – 18 = 84 м².

Аналогичным образом находятся площади пола и крыши (таблица 2).

Таблица 2 – Значения коэффициентов теплопередачи и площадь элементов кузова вагона дизель-поезда ДДБ

Элемент кузова	Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2·К)	Среднегеометрическая площадь F, м2	F·k, Вт/К
Боковая стена	1,35	65	87,8
Окно	3,50	18	63,0
Торцовая стена	1,10	19	20,9
Крыша	0,95	57	54,2
Пол	0,85	57	48,5
Итого:		216	274,4

Температура воздуха внутри салона t_в зимой должна поддерживаться не ниже 12ºС [10].

Для температуры окружающего воздуха t_н принимаем минимальную температуру воздуха закрепившуюся в течение пяти дней по станции Витебск, t_н = – 26 ºС [8].

q_огр = 1,1·274,4·(12 + 26)·10^-3 = 11,5 кВт.

При расчетах затрат энергии на отопление вагонов дизель-поезда учитывается тепловыделение пассажиров, кВт,

q_ло = n(116 – 4,65·t_в)·10^-3,                   (7)

где n – количество пассажиров в вагоне, n = 75 человек [6];

t_в – температура в вагоне, t_в = 12 ºС [10];

q_ло = 75·(116 – 4,65·12)·10^-3 = 4,5 кВт.

Время следования Tдля маршрута дизель-поезда Полоцк – Молодечно T= 4,7 ч [12].

W = 1,12·1,5·4,7(11,5– 4,5) = 55,3 кВт·ч.

Для анализа эффективности работы отопления вагона дизель-поезда ДДБ в зимний период произведем сравнительную характеристику требуемого расхода электрической энергии для обеспечения необходимой температуры в салоне и электрической энергией потребляемой электропечами в пути следования. Расчет произведем для маршрута дизель-поезда Полоцк – Молодечно.

Количество энергии, затраченной электропечами вагона в пути следования по маршруту Полоцк – Молодечно, кВт·ч,

W_п = P·T_раб.,                                                     (8)

где P – общая мощность электропечей установленных в салоне вагона, P = 28 кВт, [10];

T_раб – время работы электропечей в пути следования, ч.

Время работы отопления зависит от времени стоянок, и времени работы отопления при движении тепловоза.

Для защиты электропечей от повреждения высоким напряжением при достижении напряжения, создаваемого тяговым генератором 350 ± 10В, отопление прицепных вагонов отключается, при понижении напряжения до 300 ± 10 В отопление прицепных вагонов включается.

Для расчета времени работы отопления при движении дизель-поезда построена зависимость напряжения генератора от скорости движения дизель-поезда. Используя зависимость силы тока генератора от скорости движения тепловоза М62 строим зависимость для самых больших напряжений тягового генератора (на 15 позиции контроллера машиниста (КМ)) [13].

Мощность тягового генератора на заданной позиции КМ, кВт,

P_г = U·I,                                                     (9)

где U – напряжение генератора, В;

I – ток генератора, А.

Так как мощность тягового генератора на заданной позиции КМ постоянна, то воспользуемся выражением 4 для нахождения напряжения генератора на 15 и 8 позиции КМ, мощность тепловоза М62 на 15 позиции P_г.= 1270 кВт [14] Данные расчета приведены в таблице 8. Результаты представлены на рисунках 2, 3.

Таблица 8 – Результаты расчета зависимости напряжения генератора от скорости движения дизель-поезда (15 позиция КМ)