Холодильное оборудование вагонов

- механическая (компрессионные).

- тепловая ( турбокомпрессоры; абсорбционные, эжекторная).

- электроэнергия.

в) по холодопроизводительности.

- малые , до 15кВт.

- средние, от 15кВт до 120 кВт.

- крупные, свыше 120 кВт .

г) по температурному уровню.

- низкотемпературные - ниже -30 С (Tв)

- среднетемпературные - от -30 С до -10 С

- высокотемпературные - от -10 С до +20 С

д) по количеству ступеней сжатия.

- одно, двух, многоступенчатые

е) по хладагенту ( пропан, этан, воздух, водоамиачные, бромистолитиевые )

2.2. Термодинамические основы работы ПКМ.

2.2.1.Определения ( по ГОСТ 24393-80).

- холодильная машина.

- холодильная установка.

- холодильный агрегат.

- ПКМ.

- хол. агент (хладагент).

- хладоноситель.

- холодопроизводительность.

- удельная холодопроизводительность.

- массовая холодопроизводительность.

2.2.2. Три закона термодинамики.

2.2.3. Термодинамическая схема работы ПКМ.

- Схема.

- Уравнение теплового баланса.

2.3. Принципиальная схема работы ПКМ.

2.3.1. Рисунок.

2.3.2. Устройство ПКМ и определение осн.узлов(компрессор, конденсатор,

ТРВ, испаритель ).

2.3.3. Принципы работы ПКМ.

2.4. Хладагенты и хладоносители.

2.4.1. Требования к хладагентам.

2.4.2. Сравнение фреона и аммиака

2.4.3. Хладоносители (воздух, рассол, NaCl...)

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ВАГОНОВ

1. Характеристика К.П.

1.1. Цель к.п. - спроектировать х. об.

1.2. Состав к.п.

1.3. Содержание к.п.

- Определение Fсум

- Расчёт Кпр

- Расчёт Qсум (и Qо )

- Построение “ц и к л а”

- Расчёт Компрессора

- Расчёт трубопроводов

- Расчёт узла (испаритель, конденсатор, вентиляция, осушение, ограждение)

- Технико-экономическое обоснование

- Т.О. и ремонт РПС

- Охрана труда при эксплуатации

2. Определение Fсум

2.1. Составление расчетной схемы

2.2. Определение размеров и площадей элементов ( Fi )

2.3. Определение Fсум ( Fb, Fн, Fcа, Fсг)

3. Расчёт Кпр

3.1. Теплопередача :определения терминов (

3.2. Расчёт Кi для плоской стенки, имеющей 1 и “N” слоёв.

3.3. Понятие Кпр и его расчёт для вагона

- нахождение И.Д. для элементов (

- расчёт Кi=

- расчет Кпр=

4. Рачёт Qсум (Qo)

4.1. Qсум = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

где Q1 - теплоприток через ограждение кузова

Q2 - теплоприток через неплотности ( инфильтрация) и.т.д.

4.2. Q1 = Кпр*F*(Tн-Tв)

Q2 = b*Q1 (b= 0,1 - 0,2)

Q3 = Кпо*(Tнр-Твр)

Q4 = Sum Ni

Q5рпс = ( Mг*Сг - Mт*Ст)*(Tн-Тв)/ t + Mг*qг

где Сг=4,19 кдж/кг, Ст=2,5 кжд/кг, q=100 Вт/кг, t=60 ч

Q5пасс = n*q пасс

где q пасс= 100Вт

Q6 = V*p*( iн-iв )

где V = n*25 куб.М/ч

p = 1,2 кг/куб.м

4.3. Qo = Qсум*K/2

где К - кол-во грузовых помещений, обслуживаемых ДВУМЯ холодильными машинами

Построение холодильного цикла

1.1. И.Д.

- То = Тв - 10 С

- Тк = Тн + 10 С

- Т1 = То + 30 С

- Т3 = Тк - 5 С

1.2. Подробнее построение цикла изложено в лаб. тетради

2. Определение основных параметров компрессора

2.1. И.Д.

- Qo

- i, p, v, t - в точках цикла ( См. диаграмму “P-i”)

2.2. Расчёт Vh

Vh = Vg/a = Qo*V1/qo*a = Qo*V1/a*( i1-i4)

2.3. Подбор компрессора по “ Vh ” (см. ГОСТ 6492-81 или справочник). В справочнике и ГОСТе часто Vh не дано, тогда его определяют по формуле:

Vh = n*Dц 2 *H*N*Z/4 ( Cм. лабораторную тетрадь)

где Dц, H, N, Z - в ГОСТе

2.4. Подбор компрессора по Qo ст

Стандартные условия (см. ГОСТ 6492-81) для фреона-12:

То=-15 С, Тк= +30 С, Т1= +15 С, Т3= +25 С

- строим цикл для стандартных условий и определяем qст,V1ст,Аст

- из условия Vh=Vhст определяем Qo ст =Vh*qст,*Аст/ V1ст

- по ней (по Qo) находим из ГОСТа компрессор

3. Расчёт трубопроводов.

3.1. Исходные данные

- V, куб.М/кг - удельный объем хладагента (См. “Р-i”)

- G, кг/с - расход хладагента ( G= Qo/qo )

- v, м/с - скорость движения хладагента ( vгаза=10м/с, vжидкости= 1м/c )

3.2. Расчёт Fсеч и Dсеч

Fсеч = G*V/v, Dсеч2 = 4*F/p

4. Расчёт испарителя

4.1. Исходные данные: Qo, Kи, ( Tв-То )

4.2. Расчёт Fи = Qo/Ки*(Тв-То)

4.3. По Fи подбираем испаритель

5. Расчёт конденсатора.

5.1. Исходные данные: Qк, Kк, ( Tк-Тн )

5.2. Расчёт Fк = Qк/Кк*(Тк-Тн)

5.3. По Fк подбираем испаритель

5.4 Расчет вентилятора конденсатора по формуле:

V = Qк/Pвоз*Cвоз*(t1-t2)

где V - производительность вентилятора, куб.М/с

Своз = 1 кДж/кг*град - теплоемкость воздуха

Рвоз = 1,2 кг/куб.М - плотность воздуха

(t1-t2) = 5 град С - перепад температур на конденсаторе

6. Расчёт вентиляции

6.1. Исходные данные:

n = (36 - 58) человек - кол-во пассажиров

Gп = 25 куб.М/ч - кол-во наружного воздуха, подаваемого в вагон и приходящееся на одного пассажира

Vн:Vр = 1 : 3

v = 5 м/с

6.2. Расчёт потребного количества(расход) воздуха (производительность вентиляторов)

- наружнего : Vн = n*Gп, куб.М/c

- общего (с учетом рецеркуляции):

Vобщ = Vн + Vp = 4*Vн

6.3. Расчёт воздуховодов ( расчет площадей воздуховодов )

Fв = Vобщ/v, кв.М

1. АЛГОРИТМ

1.1. Цель расчёта.

1.2. Схема - 7 блоков.

- И.Д.

- цикл

- компрессор

- конденсатор

- испаритель

- подбор оборудования

- проверочный расчёт

1.3. Блок И.Д. -

1.4. Блок ЦИКЛ

1.5. ---------- КОМПРЕССОР ----------

1.6. ---------- КОНДЕНСАТОР ----------

1.7. ---------- ИСПАРИТЕЛЬ ----------

1.8. ---------- ПОДБОР ----------

1.9. Поверочный расчёт.

хар-ки машин

---------------------- Поверочный --------------

2. Холодильный цикл.

2.1. Теоретический цикл.

2.2. Действительный цикл.

2.3. Построение действительного цикла.

3. Расчёт компрессора.

3.1. И.Д. и результаты расчёта.

3.2. Определение (см. лаб. раб.).

3.3. Определение

Стандартные режимы:

Аммиак -

Фреон -

Кондиционирование Фреон - 12:

3.5. Определение

4. Расчёт теплообменных аппаратов.

4.1. Расчёт испарителя

4.2. Расчёт конденсатора

4.3. Расчёт теплообменника

5. Технические требования к реф. вагонам.

5.1. 4-осные, габарит 1-Т;

5.2. Кузов сварной Цметаллический;

5.3. Оборудование унифицированное;

5.4. ПКМ - не меньше 2-х на вагон;

5.5. Электрическое отопление;

5.6. Принудительная вентиляция и система ципкуляции;

5.7. Системой контроля температуры;

5.8. Устройствами для удаления конденсата и промывочных вод;

5.9. К

5.10. Равномерность

5.11. Работа оборудования - автоматизированна;

5.12.

5.13.

5.14.

5.15.

5.16.Воздухообмен через неплотности;

5.17. - от -50 С +50 С - работоспособное оборудование;

5.18. В 2600мм - внутр. ширина (для пакетов и поддонов)

Список учебно-методической литературы.

Рекомендуемая литература

Основная

Холодильные машины и установки кондиционирования воздуха Пигарев В.Е. М Маршрут 2003 г

Дополнительная

7.1 Вешняков Б.И., Осадчук Г.И. Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха. М. Транспорт,1986 г

7.2 Бартош Е.Т. Энергетика изотермического подвижного состава. М.: Транспорт, 1976.

7.3Демьянков Н.В. Холодильные машины и установки. М.. Транспорт, 1976.

7.4 Маханько М.Г., Сидоров Ю.П. и др. Кондиционирование воздуха в пассажирских вагонах и на локомотивах. М.: Транс порт, 1981,

7.5 Бакрадзе Ю. М. Рефрижераторные вагоны отечественной постройки. М.: Транспорт, 1978.

7.6 Бакрадзе Ю. М. Рефрижераторные вагоны постройки ГДР. М. Транспорт, 1977

4. Материалы текущего и итогового контроля знаний студентов.

4.1 Экзаменационные билеты.

4.2 Тесты.

Холодильное оборудование вагонов

Карта №1

Что характеризует холодильный коэффициент?

A) свойства рабочего тела;

Б) изменение внутренней энергии рабочего тела;

B) степень совершенства обратного цикла;

Г) эффективность холодильной машины;

Д) теплоту, переданную горячему источнику.

Карта №2

Что устанавливает II закон термодинамики?

A) возможность превращения тепла в работу;

Б) естественное направление тепловых потоков;

B) термодинамическую необратимость холодильного цикла;

Г) возможность превращения работы в тепло.

Карта №3

В чем отличие холодильной машины от теплового двигателя?

A) в холодильной машине часть тепла превращается в полезную работу;

Б) в холодильной машине осуществляется перенос тепла за счет работы извне;

B) в холодильной машине все тепло превращается в полезную работу;

Г) в холодильной машине энтропия не изменяется.

Карта №4

В соответствии с каким циклом работают холодильные машины?

A) прямым циклом Карно;

Б) циклом Ренкина;

B) обратным циклом Карно;

Г) регенеративным циклом.

Карта №5

Какие процессы происходят при дросселировании рабочего тела в холодильной машине?

A) понижается давление и температура рабочего тела;

Б) изменяется скорость движения рабочего тела;

B) изменяется агрегатное состояние рабочего тела;

Г) изменяется энтальпия рабочего тела.

Карта №6

Чем отличается испарение жидкости от ее кипения?

A) испарение происходит при любой температуре и только с поверхности;

Б) ничем;

B) испарение происходит только когда давление паров жидкости сравнивается давлением окружающего пространства;

Г) при испарении температура жидкости постоянна, а при кипении нет.

Карта №7

Что характеризуется диаграмма работы холодильной машины?

A) превращения рабочего тела за I цикл работы холодильной машины;

Б) рабочий процесс поршневого компрессора;

B) количество хладагента, циркулирующего в системе;

Г) холодрпроизводительностъ холодильной машины.

Карга №8

Какова основная цель переохлаждения жидкого хладагента?

A) улучшение процесса конденсации;

Б) более полная конденсация хладагента;

B) ликвидация влажного хлада компрессора;

Г) повышение холодопроизводителъности машин.

Карта №9

Какой основной параметр ограничивает применение одноступенчатых холодильных машин?

A) степень сжатия в компрессоре;

Б) гидродинамические потери в системе;

B) холодопроизводительность;

Г) мощность компрессора.

Карта №10

В чем заключается цель теплового расчета холодильной машины?

A) в определении оптимальных параметров оборудования;

Б) в определении теплопотерь, вызванных необратимостью действительного

холодильного цикла;

B) в определении оптимальной температуры в охлаждаемом помещении;

Г) в определении холодильного коэффициента.

Карта № 11

Какие факторы непосредственно влияют на холодопроизводительность брутто

холодильной установки?

A) теплоприток в охлаждаемое помещение;

Б) термодинамические свойства рабочего тела;

B) тип компрессора;

Г) площадь поверхности испарителя.

Карта №12

Что характеризует объемная холодопроизводительность?

A) производительность компрессора за I ход поршня;

Б) холодопроизводительность всего объема хладагента, циркулирующего в системе;

B) количество холода, вырабатываемого на единицу объема охлаждаемого помещения;

Г) количество тепла, необходимое для образования I мЗ пара хладагента.

Карта №13

Каким образом можно эффективно снизить затраты энергии на сжатие паров фреона в

компрессоре?

A) отделением вредных примесей;

Б) увеличением тепловой нагрузки на конденсатор;

B) установкой теплообменника;

Г) применением многоступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением.

Карта № 14

На что влияет понижение температуры кипения холодильного агента?

A) увеличивается вероятность влажного хода компрессора;

Б) уменьшается холодильный коэффициент;

B) увеличивается содержание смазки в рабочем теле;

Г) повышается температура конденсации.

Карта № 15

Для чего вводится понятие «Стандартная холодопроизводительность»?

A) для сравнения одинаковых холодильных машин, работающих в различных

температурных условиях;

Б) для оценки влияния типа хладагента на хладопроюводительностъ машины;

B) для оценки эффективности различных холодильных машин, работающих в одинаковых

температурных условиях;

Г) для оценки влияния перегрева на холодопроизводительность машины.

Карта № 16

Что характеризует массовая холодопроизводительность?

A) количество хладагента, поступающего в единицу времени в испаритель;

Б) количество холода, получаемого с каждого кг хладагента;

B) количество холода, вырабатываемого на единицу массы оборудования;

Г) количество холода, вырабатываемого всем хладагентом, циркулирующим в системе.

Карта №17

Каково назначение «вредного пространства» в цилиндре компрессора?

A) предохранять компрессор от опасного повышения давления;

Б) предохранять компрессор от удара поршня в крышку при нагреве или износе;

B) увеличивать объем паров всасывания;

Г) для уменьшения перегрузки компрессора в момент пуска.

Карта № 18

Что характеризует коэффициент подачи?

A) степень полезного использования объема цилиндра;

Б) количество хладагента, подаваемого в цилиндр компрессора в единицу времени;

B) величину перегрева паров хладагента в момент всасывания;

Г) степень сжатия паров хладагента в цилиндр компрессора.

Карта №19

Какой агрегат холодильной машины позволяет избежать влажного хода компрессора?

A) теплообменник;

Б) фильтр-осушитель;

B)ТВР;

Г) ресивер.

Карта №20

Какой коэффициент учитывает пропуски хладагента в цилиндре компрессора?

A) коэффициент дросселирования;

Б) коэффициент подогрева;

B) коэффициент плотности;

Г) объемный коэффициент.

Карта №21

Какую функцию выполняет сальниковое устройство в открытых компрессорах?

A) регулирует давление масла в системе смазки;

Б) устраняет утечки хладагента;

B) уменьшает коэффициент трения в трущихся деталях;

Г) уменьшает динамические усилия во вращающемся коленвале;

Карта №22

Какие виды теплообменных аппаратов наиболее распространены на ж.д. транспорте?

A) кожухотурбинные;

Б) оросительные;

B) воздушные;

Г) испарительные.

Карта №23

Какова основная цель конструктивного расчета теплообменных аппаратов?

A) определение поверхности теплообмена, необходимой для передачи заданного количества тепла;

Б) определения тепловой производительности аппарата;

B) определения степени нагрева (охлаждения) воздуха, протекающего через аппарат;

Г) определение гидравлических сопротивлений обеих сред.

Карта №24

Какова основная цель проверочного расчета теплообменных аппаратов?

A) определение расхода рабочих сред;

Б) определение температуры воздуха на входе в аппарат;

B) определение оптимального вида оребрение;

Г) определение тепловой производительности аппарата.

Карта №25

Почему оребрение в воздушных теплообменных аппаратах выполняется с наружи труб, а не внутри?

A) стремление уменьшить габаритные размеры аппарата;

Б) большое термическое сопротивление в области конвективного воздушного теплообмена;

B) стремление уменьшить гидравлическое сопротивление потоку хладагента;

Г) из-за технологических трудностей.

Карта №26

Что характеризует коэффициент оребрения?

A) степень увеличения оребренной поверхности по сравнению с гладкой несущей ребра;

Б) отношение более развитой поверхности теплообменого аппарата к менее развитой;

B) отношение средней температуры ребра к температуре основания ребра;

Г) форму ребра.

Карта №27

Какой способ регулировки заполнения испарителя наиболее приемлемый во фреоновых холодильных установках?

A) по уровню жидкого хладагента;

Б) по величине давления пара в испарители;

B) по температуре пара, выходящего из испарителя;

Г) по величине давления пара после испарителя.

Карта №28

Какую функцию выполняет терморегулирующий вентиль ?

А) автоматически регулирует заполнение испарителя хладагентом;

Б) изменяет агрегатное состояние хладагента;

В) защищает электродвигатели от чрезмерного перегрева.

Карта №29

Каково назначение термоизоляции ограждений?

A) уменьшить влагоприток через ограждения;

Б) увеличить разность температур внутренний поверхности ограждений и охлаждаемого помещения;

B) уменьшить теплоприток через ограждения;

Г) обеспечить постоянство температуры внутри охлаждаемого помещения.

Карта №32

На что в большей степени влияет постепенное увеличение коэффициента теплопроводности термоизоляции ограждения?

A) ускоряет износ деталей компрессора;

Б) увеличивается коррозионный износ кузова вагона;

B) увеличивается удельные энергетические затраты на производство холода;

Г) уменьшается коэффициент теплопередачи ограждений кузова.

Размещено на Allbest.ru

...