График зависимости оптимальных параметров вагона от длины кузова от длины кузова по осям сцепления. Обоснование принятой системы охлаждение. Особенности применяемых теплоизоляционных материалов, страница 9

Действующая система оттайки имеет следующие недостатки: нет гарантии обеспечения процесса дросселирования от давления на выходе из компрессора Р_к до давления в испарителе Р_о; возможно переохлаждение паров хладагента в

 область влажного пара, что нежелательно для работы компрессора.

Для нормальной работы системы оттайки задаёмся параметрами хладагента

и условиями работы компрессора.

               Рис. 7.2.  Цикл работы холодильной установки в режиме оттайки

На рисунке 7.2. показан цикл работы холодильной установки в режиме оттаивания, в координатах log p-i.

Показаны следующие процессы: а-в - сжатие хладагента в компрессоре; в-с - дросселирование; с-а - охлаждение паров хладона за счёт передачи тепла слою инея. Точка “a” показана на диаграмме при Р_о (t=0°С) и имеет перегрев +5°С, так как температура плавления инея равна нулю градусов и чтобы хладон не охлаждался до 0°С, поэтому мы сделали минимальный перегрев +5°С. Что касается точки “в”, то её ограничивает критическая температура кипения хладона-12 равная +112°С. Поэтому мы взяли температуру в пределах +80°С (температуры в точках “а” и “в” могут быть другими).

Когда холодильная система переключается в режим оттаивания, то компрессор регулируется на режим, соответствующий линии а-в. Если перегрев окажется больше, например +10°С; +20°С, то уменьшается Р_к и увеличивается температура хладагента подаваемого в испаритель, меньше нужно создавать давления, т.е. экономия на электроэнергии. Надо узнать, не теряем ли мы мощность при перегреве.

Определяем удельную адиабатную работу сжатия в компрессоре по формуле:

                                                                                            (7.3)

По диаграмме находим значение энтальпии и получаем:

                                кДж/кг;

                                кДж/кг;

                                кДж/кг.

По той же диаграмме log p-i определяем удельный объём всасывания пара, получаем:

 м³/кг;       м³/кг;        м³/кг.

Определяем адиабатную мощность (теоретическую) компрессора:

                                                                                         (7.4)

Массовый расход хладагента , при этом , определяем по формуле:

                               кг/с;

                              кг/с;

                              кг/с.

Подставляя эти значения в предыдущую формулу, получим:

                               кВт;

                               кВт;

                               кВт.

Следовательно,  уменьшается с увеличением t всасывания. Есть ещё мощность, затрачиваемая на перегрев паров хладагента . Её можно определить по формуле:

                                                                                 (7.5)

где  С_Х - теплоёмкость хладона-12, при р=const, С_Х= 0,65 кДж/кг·°С

Получим:

                               кВт;

                               кВт;

                               кВт.

Видно, что  увеличивается при увеличении температуры всасывания и компенсирует уменьшение , сумма мощностей определяется:

                                     кВт;

                                    кВт;

                                           кВт.

Расхождение в значениях затрачиваемой полной мощности небольшое. Следовательно, если будет небольшой перегрев, то ничего страшного не будет. При регулировке не всегда можно добиться точности, поэтому может быть более большой перегрев, чем 5 °С.

Можно ли повысить эффективность системы оттайки? Если в систему поставить нагревательный элемент после электромагнитного вентиля.

              Рис. 7.3.   Цикл работы установки в режиме оттаивания

                                       с нагревательным   элементом.

 На рисунке 7.3 показано c-d - процесс нагревания. Мы можем нагревать максимально до 80°С, т.е. если после дросселирования у нас t=+55°С, то мы можем её нагреть ещё до +80°С, здесь нас также ограничивает критическая температура кипения хладагента. Нагревательный элемент представляет собой спираль из проволоки накрученной на трубопровод, потом этот участок изолируется. Для регулировки имеется в цепи управления реостат. Определяем мощность нагревательного устройства по формуле:

                                                                               (7.6)

где   - массовый расход хладагента, =0,072 кг/с;   

С_Х - теплоёмкость при p=const, С_Х=0,65 кДж/кг·°С;

 - разность температур, т.е. на сколько градусов нагрели, возьмем =10°С.

Получаем:

                               кВт.

Нагрев на 10°С даёт мощность 0,5 кВт, следовательно на 20°С даёт 1 кВт и т.д. С ведением нагревательного устройства повышается пожароопасность, но оно имеет сравнительно небольшие размеры и эффект около 20%.

                                                     Заключение

В заключении хотелось отметить, что весьма важно установить необходимую периодичность оттаивания. Как частые, так и слишком редкие оттаивания приводят к недопустимым колебаниям температуры в вагоне, что может отрицательно сказаться на сохранности перевозимых грузов. Чрезвычайное многообразие факторов, влияющих на интенсивность образования инея; вид груза, режим перевозки, внешние атмосферные условия, плотность кузова вагона и другие; не позволяют пока рекомендовать оптимальную периодичность оттаивания для каждого конкретного случая перевозки. По данным предыдущих расчётов проводить оттаивание чаще, чем через 5-6 часов нет необходимости.     

                                        8.   Экономическая часть         

                    8.1  Расчёт себестоимости перевозок груза в АРВ

Расчёт производится методом расходных ставок. Для этого предварительно

рассчитывают расходные ставки, а затем умножают их на величину эксплуатационного измерителя, с которым связаны расходы. Себестоимость перевозки груза в АРВ складывается из трёх составляющих:

                                    (8.1)