Обоснование рационального способа транспортировки скоропортящихся грузов на направлении

 

Тара должна быть исправной, прочной, чистой, не иметь следов течи и соответствовать стандартам.

 

Качество скоропортящихся  грузов, предъявляемых к перевозке, определяют органолептическим методом.

 

На скоропортящиеся грузы  в зависимости от их рода и других условий отправитель обязан представить  станции погрузки, кроме комплекта  перевозочных документов, состоящего из накладной, дорожной ведомости, корешка  дорожной ведомости и квитанции  в приёме груза, дополнительные документы, подтверждающие качественное состояние  груза и возможность его транспортировки: удостоверение о качестве, ветеринарное свидетельство, карантинный сертификат, акт экспертизы и другое. Эти документы  сопровождают груз до станции назначения.

 

Удостоверение о качестве, датированное днём погрузки груза в  вагон за подписью и печатью грузоотправителя, предъявляется на каждую отправку любых  скоропортящихся грузов. В нём  указываются, кроме данных об отправителе  и получателе, количестве мест и  массе груза в вагоне, точное наименование груза, его термическая подготовка к перевозке, качественное состояние  груза, сорт продукта, вид категория, назначение, транспортабельность груза, номер стандарта. Для охлаждённых  и мороженых грузов должна быть указана  их температура при погрузке в  вагоны, для мяса охлаждённого или  остывшего – дополнительного  убоя животных, а для плодов и  овощей – дата сбора и упаковки.

 

Ветеринарное свидетельство  выдают на сырые животные продукты ветеринарным персоналом в местах заготовок  или производства этих продуктов  для подтверждения их ветеринарного  благополучия и качества.

 

Карантинный сертификат или  карантинное разрешение выдают государственные  инспекции по карантину на грузы  растительного происхождения только в случае вывоза их из районов, объявленных  на карантине, и во всех случаях перевозки  таких грузов на экспорт или по импорту. Сертификат или разрешение оставляют на станции отправления  и хранят как документ строгой  отчётности, а их дубликаты прикладывают к перевозочным документам и выдают получателю.

 

Если к перевозке предъявлена  скоропортящаяся продукция, для  которой действующими Правилами  не установлены условия перевозки, грузоотправитель обязан предъявить станции  погрузки стандарт или технические  условия на эту продукцию, а в  перевозочных документах и в удостоверении  о качестве указать вид подвижного состава, способ обслуживания, температурный  режим, необходимость вентилирования. Однако если заданные отправителем режим  и условия перевозки не могут  быть обеспечены в имеющемся подвижном  составе и, следовательно, сохранность  предъявляемой к перевозке продукции  в пути следования не может быть полностью гарантирована, то железная дорога вправе отказать в приёме к  перевозке такого груза.

 

 

4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ  ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

 

Целью теплотехнического  расчёта является определение количества тепла, поступающего в грузовое помещение  при работе приборов охлаждения и  теряемого при отоплении вагона, а также определение холодопроизводительности установки и мощности приборов охлаждения.

 

Теплопоступления в вагон  учитываются с учётом факторов дислокации вагона, режима перевозки и температуры  наружного воздуха. При этом рассматриваем  три режима транспортировки, а именно:

 

- 1-й режим – перевозка  СПГ в тяжёлый (летний) период  года низкотемпературных грузов; температура грузов -18 ÷ -20°С; температура  наружного воздуха +25 ÷ +40°С; температура  в грузовом помещении вагона -18 ÷ -20°С; относительная влажность  воздуха 30 – 80 %; относительная  влажность в грузовом помещении  не ниже 80 %;

 

-  2-й режим – перевозка  неохлаждённой плодоовощной продукции  с охлаждением в пути следования; температура наружного воздуха  +25 ÷ +40°С; температура в грузовом  помещении вагона +4 °С; относительная  влажность воздуха 30 – 80 %; относительная  влажность воздуха в грузовом  помещении вагона не ниже 80 %;

 

-   3-й режим – перевозка  грузов в зимнее время с  отоплением; температура наружного  воздуха -20 ÷ -40°С; температура  в грузовом помещении вагона +12 ÷ +14°С; относительная влажность  воздуха 80 %; относительная влажность  воздуха в грузовом помещении  вагона не ниже 80 %.

 

 

4.1 Определение теплопритоков  для 1-го режима перевозки СПГ

 

Общее количество тепла (Вт), отводимое через поверхность  приборов охлаждения или холодопроизводительность установки при перевозке мороженых  грузов составляет:

 

QIобщ=∑Qi; (Вт)                                         (4.1)

 

где Q1 – теплоприток в  грузовое помещение вагона от наружного  воздуха и воздуха машинного  отделения через ограждения кузова;

 

Q2 – теплоприток от  воздействия солнечной радиации;

 

Q3 – теплоприток через  не плотности в дверях, в люках,  в проходах трубопроводов;

 

Q4 – теплоприток от  действия электродвигателей вентиляторов;

 

Q5 – теплоприток от  таяния “снеговой шубы”.

 

Определяем теплоприток  в грузовое помещение вагона от наружного  воздуха и воздуха машинного  отделения по следующей формуле:

 

Q1=kн*Fн*(tн-tв)+kм*Fм*(tм-tв); (Вт)                      (4.2)

 

где, kн – коэффициент  теплопередачи наружного ограждения кузова, принимаем 0,45 Вт/м2*°С;

 

kм – коэффициент теплопередачи  машинного ограждения кузова, принимаем  0,45 Вт/м2*°С;

 

Fн – площадь наружного  ограждения, принимаем для АРВ  – 234 м2, для 5-ваг. ИПС – 245,1 м2;

 

Fм – площадь перегородок  машинного отделения, принимаем  для АРВ – 19 м2, для 5-ваг.  ИПС – 8,5 м2;

 

tн – температура наружного  воздуха, принимаем +35 °С;

 

tм – температура в  машинном отделении вагона, принимаем  +43 °С;

 

tв – температура в  вагоне, принимаем -18 °С.

 

На основании формулы 4.2 определяем теплоприток в грузовое помещение вагона для АРВ и 5-ваг. ИПС.

 

Для АРВ: Q1=0,45*234*(35-(-18))+0,45*19*(43-(-18))=6102,45 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС: Q1=0,45*245,1*(35-(-18))+0,45*8,5*(43-(-18))=6078,9 (Вт)

 

Далее рассчитываем теплоприток  от воздействия солнечной радиации, который равен:

 

Q2=∑Qi или Q2=Qкр.+Qбок.стен+Qторц.стен+Qпол; (Вт)              (4.3)

 

где, Qкр. – теплоприток  в грузовое помещение от воздействия  солнечной радиации через крышу;

 

Qбок.стен – теплоприток  в грузовое помещение от воздействия  солнечной радиации через боковые  стены;

 

Qторц.стен – теплоприток  в грузовое помещение от воздействия  солнечной радиации через торцевые  стены;

 

Qпол – теплоприток  в грузовое помещение от воздействия  солнечной радиации через пол.

 

Каждый из этих слагаемых  определяется по следующей формуле:

 

Q=ki*Fi*(Ai*qi)/αi; (Вт)                                        (4.4)

 

где, ki – коэффициент теплопередачи  части ограждения кузова, принимаем 0,45;

 

Fi – наружная теплопередающая  поверхность облучаемой части  ограждения: для АРВ крыша, принимаем  67,5 м2; боковые стены 107,2 м2; торцовые  стены 18 м2; пол 53,9 м2; для 5-ваг.  ИПС крыша, принимаем 67,8 м2; боковые  стены 107,5 м2; торцовые стены 10,3 м2; пол 59 м2;

 

Ai – коэффициенты поглощения  солнечных лучей: для АРВ и  5-ваг. ИПС для крыши, принимаем  0,7; боковые стены 0,6; торцевые  стены 0,8; пол 0,98;

 

qi – среднесуточная интенсивность  полного солнечного облучения:  для АРВ и 5-ваг. ИПС для  крыши, принимаем 328 Вт; для боковых  стен 142 Вт; для торцевых стен 80 Вт; для пола 32 Вт;

 

α – коэффициент теплопередачи  наружной поверхности, принимаем 33 Вт/м2*°С.

 

На основании формулы 4.4 определяем теплопритоки для стен, пола и крыши отдельно для АРВ  и 5-ваг. ИПС.

 

Для АРВ:

 

Qкрыши=0,45*67,5*(0,7*328)/33=211,3 (Вт);

 

Qторц. стен=0,45*18*(0,8*80)/33=15,7 (Вт);

 

Qбок. стен=0,45*107,2*(0,6*142)/33=124,5 (Вт);

 

Qпол=0,45*53,9*(0,98*32)/33=23 (Вт).

 

Для 5-ваг. ИПС:

 

Qкрыши=0,45*67,8*(0,7*328)/33=212,3 (Вт);

 

Qторц. стен=0,45*10,3*(0,8*80)/33=9 (Вт);

 

Qбок. стен=0,45*107,5*(0,6*142)/33=124,9 (Вт);

 

Qпол=0,45*59*(0,98*32)/33=25,2 (Вт).

 

После определения теплопритоков  от стен, пол и крыши определяем на основании формулы 4.3 теплоприток  от воздействия солнечной радиации.

 

Для АРВ:                   Q2=211,3+15,7+124,5+23=374,5 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС:        Q2=212,3+9+124,9+25,2=371,4 (Вт)

 

Определяем теплоприток  через не плотности в дверях, в  люках, в проходах трубопроводов  по следующей формуле:

 

Q3=Vн*ρ/3,6*(i1-i2)                                              (4.5)

 

где, Vн – объём воздуха  поступающего через не плотности: для  АРВ, принимаем 34 м3; для 5-ваг. ИПС, принимаем 45,3 м3;

 

ρ – плотность воздуха;

 

i – энтальпия наружного  воздуха и энтальпия воздуха  грузового помещения вагона, принимаем,  согласно, i-d диаграмме: для наружного  воздуха 42; для воздуха грузового  помещения вагона -18.

 

Плотность воздуха определяется по следующей формуле:

 

p=pс*φс+pв*φв                                                    (4.6)

 

где, φс – доля сухого воздуха, принимаем 0,5;

 

φв – доля влажного воздуха, принимаем 0,5;

 

pс – плотность сухого  воздуха ( принимаем 1,146 кг/м3);

 

pв – плотность влажного  воздуха (принимаем 1,121 кг/м3).

 

Согласно, формуле 4.6 определяем плотность воздуха для АРВ  и для 5-ваг. ИПС:

 

p=1,146*0,5+1,121*0,5=1,1335 (кг/м3)

 

Определив плотность воздуха, рассчитываем теплоприток через  не плотности в дверях, в люках, в проходах трубопроводов на основании  формулы 4.5.

 

Для АРВ:               Q3=34*1,1335/3,6*(42-(-18))=642,3 (Вт);

 

Для 5-ваг. ИПС:    Q3=45,3*1,1335/3,6*(42-(-18))=855,8 (Вт).

 

Теплоприток от действия двигателей вентиляторов не учитываем, так как  для данного режима вентилирование не применяется. Q4=0.

 

Теплоприток от таяния “снеговой  шубы”, принимаем равным 120 Вт.

 

Рассчитав все теплопритоки, мы можем определить общее количество тепла (Вт), отводимое через поверхность  приборов охлаждения или холодопроизводительность установки при перевозке мороженых  грузов на основании формулы 4.1:

 

Для АРВ:            QI=6102,45+374,5+642,3+120=7239,25 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС: QI=6078,9+371,4+855,8+120=7426,1 (Вт)

 

Таким образом, теплоприток  от приборов охлаждения составил: для  АРВ – 7239,25 (Вт), а для 5-ваг. ИПС  – 7426,1 (Вт).

 

 

4.2 Определение теплопритоков  для 2-ого режима перевозки  СПГ

 

В случае транспортировки  неохлаждённых плодоовощей летом (2-й режим) расчёта выполняются  следующим образом:

 

QIIобщ=∑Qi; (Вт)                                     (4.7)

 

 В данном режиме  слагаемые определяются таким  же образом, как и для 1-ого  режима, но учитывая изменение  исходных данных, т.е. температурно-влажностного  режима.

 

На основании формулы 4.2 определяем теплоприток от холодильного оборудования, где tн=+35°С; tв=+5 °С.

 

Для АРВ: Q1=0,45*234*(35-5)+0,45*19*(43-5)=3483,9 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС:Q1=0,45*245,1*(35-5)+0,45*8,5*(43-5)=3454,2 (Вт)

 

Теплоприток от воздействия  солнечной радиации равен теплопритоку 1-ого режима и составляет: для  АРВ – Q2=374,5 (Вт); для 5-ваг. ИПС –Q2= 371,4 (Вт).

 

Теплоприток через не плотности  в дверях, в люках, в проходах трубопроводов  определяется на основании формулы 4.5, где pс=1,146 кг/м3; pв=1,121 кг/м3;i1=42; i2=-7.

 

Для АРВ: Q3=34*1,1335/3,6*(42-(-7))=524,56 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС: Q3=45,3*1,1335/3,6*(42-(-7))=698,9 (Вт).

 

Далее рассчитываем теплоприток  эквивалентный работе электродвигателей  вентиляторов-циркуляторов на основании  следующей формулы:

 

Q4=1000*N*n*ηэ*(τв/24); (Вт)                            (4.8)

 

где, N – мощность электродвигателя вентилятора, принимаем для АРВ  – 4 кВт; для 5-ваг. ИПС – 4,5 кВт;

 

n – количество электродвигателей,  принимаем 2;

 

ηэ – коэффициент полезного  действия, принимаем 0,8;

 

τв – максимальная продолжительность  работы электродвигателя, принимаем 22 часа.

 

На основании формулы 4.8 определяем теплоприток эквивалентный  работе вентиляторов-циркуляторов.

 

Для АРВ: Q4=1000*4*2*0,8*(22/24)=5866,66 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС: Q4=1000*4,5*2*0,8*(22/24)=6599,99 (Вт)

 

Теплоприток от таяния “снеговой  шубы”, принимаем равным 1-му режиму. Q5=120 (Вт).

 

Определяем теплоприток  от воздействия биохимического и  биологического тепла перевозимых  грузов по следующей формуле:

 

;(Вт)                        (4.9)

 

где, Gг – количество груза, принимаем 25*103 (кг);

 

Gт – количество тары, принимаем 10 % от массы груза;

 

tн – температура начальная  , принимаем +35 °С;

 

tк – температура конечная, принимаем +5 °С;

 

τв – продолжительность  охлаждения, принимаем 72 часа;

 

q6 – биохимические тепловыделения  плодоовощной продукции, принимаем  для картофеля 1159,2 кДж/т*ч.  

 

На основании формулы 4.9 определяем теплоприток от воздействия  биохимического и биологического тепла  перевозимых грузов.

 

Для АРВ: (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС:  (Вт)

 

После определения всех теплопритоков  мы можем определить общий теплоприток  для 2-го режима по вышеуказанной формуле 4.7.

 

Для АРВ: QII=3483,9+374,5+524,56+5866,66+120+17456,8=27826,42 (Вт)

 

Для 5-ваг. ИПС: QII=3454,2+371,4+698,9+6599,99+120+17456,8=28701,29

 

(Вт)

 

Таким образом, теплопритоки для 2-го режима перевозки составили: для АРВ=27826,42 (Вт); для 5-ваг. ИПС=28701,29 (Вт).

 

 

4.3 Определение теплопритоков  для 3-го режима перевозки СПГ

 

Для третьего режима (перевозка  грузов в зимнее время с отоплением) определяем мощность нагревательных электропечей. При перевозке грузов с отоплением суммарные теплопритоки складываются из тепловых потерь через ограждение кузова, потерь для подогрева холодного  воздуха, поступающего через не плотности  и при вентилировании. Количество тепла, эквивалентное работе вентиляторов-циркуляторов при перевозке с отоплением Q4 должно вычитаться из общей суммы  теплопотерь.