Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении Владивосток-Москва

   

    Расчет количества единиц подвижного состава для перевозки отдельного скоропортящегося груза.

    Количество « холод» поездов определяется по формуле и заносится в таблицу 5 в последнюю колонку:

 

Q_бр – масса брутто поезда со СПГ (принимаем для скорых поездов – 1200т, для ускоренных – 1600т, для молочных – 1300т, для поездов нормальной массы – 4000т.). Скорыми поездами являются составы сформированные из 12 – вагонных секций, ускоренные – сформированные из 5 – вагонных секций, АРВ, специальных и крытых вагонов.

 

Таблица 5

Номер груза	Наименование груза	5-ваг секции	АРВ	“Холодные” поезда
1	Мясо мороженое	-	2370	130
2	Рыба мороженая	1329	-	291
3	Масло животное	224	-	63
4	Прессервы	552	-	142
5	Овощные	789	-	152
6	Фруктовые	2091		395
7	Яица куриные	647		129
8	Молочные продукты	276		57
		29540	2370	SХП= 1359 Sваг= 31910

 

 

 

5.Определение  расстояния между станциями экипировки РПС, пунктами технического обслуживания и указание их на схеме заданного направления

 

Расстояние, которое может  преодолеть РПС без дозаправки топливом дизель-генераторных установок, зависит  от емкости топливных баков, суточного  расхода топлива и маршрутной скорости «холодных» поездов:

 

,

 

где для 5-вагонной секции БМЗ:

-вместимость топливных баков;

-суточный расход топлива всеми  дизелями РПС при 20-часовой  работе с полной нагрузкой;

-резервный (двухсуточный) запас  топлива, л;

-гарантированная (маршрутная) скорость;

;

для 5-вагонной секции ZB-5:

G₀ = 1440 л,

g_сут = 80 л/сут,

V_м  = 420 км/сут,

L = 6720 (км);

 

Для АРВ-Э:

G₀ = 1000 л,

g_сут = 80 л/сут,

V_м  = 420 км/сут,

L = 4410 (км);

 

Т.к. расстояние от Владивостока до Москвы больше этого значения, то я делаю вывод о том, что необходимы остановки на станциях Иркутск-Сортировочный (4113 км) и Болотная (5829 км) для технического обслуживания.

 

 

6.Расчет эксплуатационных теплопритоков в рефрижераторный вагон при перевозки заданного груза  летом при заданных параметрах наружного воздуха и возможности их подавления холодильными машинами; определение расхода технического ресурса энергетического оборудования

 

Полный набор теплопритоков  в грузовое помещение вагона включает семь составляющих

 

Q₁-теплоприток через ограждения кузова вследствие разности температур t_н и t_в,

,

где F_р = 227 ( м²) -средняя поверхность ограждений грузового помещения;

K_р = 0,33 Вт/(м²*К)-коэффициент теплопередачи ограждений грузового помещения;

t_н = 29^оС, t_вн = 3^оС;

Q₁ = 0,33*227*(29-3) = 1948 (Вт)

-теплоприток при принудительной  замене воздуха грузового помещения наружным и за счет естественного воздухообмена через неплотности кузова,

где -инфильтрация воздуха через неплотности кузова,

V_в0 = 0,3*V_полн в обычных условиях транспортировки,

V_0e = 0,3*113 = 33,9 (м³/ч) ;

 

-плотность наружного воздуха  при заданных температуре t_н и относительной влажности ,

,

где -соответственно плотность сухого и влажного (насыщенного) воздуха при t_н:

p_c = 1,157 (кг/м³),

р_в =  1,140 (кг/м³),

р = 0,5*1,157 + 0,5*1,140 = 1,1485 (кг/м³)

i_в = 23 кДж/кг, i_н = 62 кДж/кг,

 

Q₂ = 33,9*1,1485(62-23) = 1518 (кДж/ч) = 422 (Вт);

 

- теплоприток, связанный с  воздействием солнечной радиации

,

где -эффективная поверхность облучения,

F_c = 0,4*227 = 90,8 (м²),

-эффективная продолжительность  периода облучения,

-превышение температуры облученной поверхности вагона над температурой необлученной поверхности;

где -средняя интенсивность солнечной радиации за период облучения,

-коэффициент поглощения солнечной  радиации поверхностью вагона,

-коэффициент теплоотдачи от  наружного воздуха к стенке  вагона на стоянке,

,

Q₃ = (0,33 *90,8*22,26*13)/24 = 361,3 (Вт);

 

-теплоприток вследствие работы  электродвигателей вентиляторов- циркуляторов в грузовом помещении,

,

где N = 1,8 кВт-суммарная мощность электродвигателей;

- ожидаемое число часов работы  вентиляторов-циркуляторов,

Q₄= (1,8*10³*16)/24 = 1200 (Вт);

 

-тепловой приток в грузовое помещение при оттаивании с помощью горячих паров хладагента снеговой шубы на испарителе. Поскольку интенсивность нарастания снеговой шубы прямо зависит от потока наружного воздуха, попадающего в вагон через неплотности кузова, можно принять

,

Q₅ = 0,3*422 = 126,6 (Вт);

 

-теплоприток от охлаждаемых  во время перевозки СПГ и  тары, в которую они упакованы,

,

где -масса груза и тары в рассматриваемом вагоне,

,

V = 100 м³ -погрузочный объем 5-вагонной секции ZB-5,

г = 0,34 т/м³ - погрузочная масса яблок,

G_г = 100*0,34 = 34 (т) = 34000 (кг)

Т.к. масса тары равна 15% общей массы груза, то

,

Gт = 0,15*34000 = 5100 (кг)

-теплоемкость груза,

-теплоемкость тары,

-начальная (в период массовой  уборки плодоовощей) и конечная (по условиям перевозки) температуры  груза:

t_гн=29^оС, t_гк=3^оС   

t_охл = 72 -продолжительность охлаждения плодоовощей в груженом рейсе,

Q₆ = ((34000*3,6+5100*2,7)*(29-3))/72 = 49172,5 (кДж/ч) = 13659,1 (Вт);

 

-биологическое тепловыделение  плодоовощей,

,

где -удельная величина биологического тепло-выделения,

Q₇ = 34*46 = 1564 (Вт);

 

Q_тп = 1948 + 422 + 361,3 + 1200 + 126,6 + 13659,1 + 1564 = 19281 (Вт);

 

Холодопроизводительность  располагаемого оборудования находят  по формуле:

,

где 2-число холодильных  машин в грузовом вагоне с индивидуальным охлаждением,

Vк = 60 м³ - объем, описываемый за один час поршнями компрессора в цилиндрах низкого давления двухступенчатой ХМ;

- коэффициент подачи,

,

,

-объемная холодопроизводительность  всасываемого компрессором хладагента,

- коэффициент, учитывающий потери  холода вследствие наличия снеговой  шубы на трубах испарителя, в вагонах с индивидуальным охлаждением.

 

Для определения  значений и , зависящих от реальных условий эксплуатации, необходимо построить действительный цикл холодильной машины на p,i-диаграмме для хладона (см рис.1). Отправные требования при этом даются соотношениями, справедливыми для установившихся режимов работы оборудования:

,

где -температура кипения жидкого хладагента в испарителе,

t_р = t_в = 3^оС, t₀ = 3 - 12 = -9^оС;  

Температура паров хладагента в конденсаторе:

,

где t_н = 29 ^оС -температура наружного воздуха

t_к = 29 + 12 = 41^оС;

При отсутствии в схеме ХМ регенеративного теплообменника температура слегка перегретых паров  хладагента, всасываемых компрессором определяется по формуле:

, t_вс = -9 + 7 = -2^оС;

а температура  переохлажденного жидкого хладагента перед дросселирующим устройством:

, t_п = 41 – 3 = 38 ^оС.

По найденным  температурам на диаграмме состояний  в координатах  lg p,i определяем давления кипения p₀ = 0,2 МПа и конденсации p_к = 1,1МПа хладона, все точки действительного цикла и отвечающие им значения энтальпий, а также удельного объема всасываемых в компрессор паров хладагента V₁ = 0,06 м³/кг.

Этих данных достаточно для нахождения величин и :

P_пр = 0,2*1,1 = 0,469 (МПа),

λ= 0,855 – 0,0425*(0,469)/0,2 = 0,755,

q_v = (547-400)/0,06 = 2450 (кДж/м³),

 

Q_oэ = 2*60*0,755*2450*0,9 = 199773 (кДж/ч) = 55492,5(Вт);

Реализуемая холодопроизводительность будет меньше величины ,ввиду технологического ограничения максимальной продолжительности непрерывной работы компрессора (22 ч/сут)

,

Q^p_0э = 55492,5*22/24 = 50868,1 (Вт);

,

b = 19280,9/50868,1 = 0,41,

очевидное условие достаточной  мощности : b<1. В этом случае время работы ХМ и дизель-генераторов в груженом рейсе определяет расход их технического ресурса:

,

где Т_у = 21 -уставной срок доставки яблок,

Т_р = 24*0,41*21 = 207 (ч)

 

7.Определение  возможности продолжения перевозки  заданного груза в указанном  типе РПС при возникновении  нерасчетного режима работы холодильного  оборудования.

 

 

Особые условия  эксплуатации: возросла на 10°С температура наружного воздуха в пункте погрузки СПГ.

В этом случае необходимо сделать выбор: выгружать СПГ  из вагона, если требуемый температурный  режим невозможно обеспечить одной  исправной ХМ; везти груз дальше. Задача решается сопоставлением теплопритоков в вагон и холодопроизводительности оборудования в реальных условиях эксплуатации . При фиксированной температуре воздуха в грузовом помещении tв = 3 ^оС отвечающей перевозке данного груза, животного масла рассчитаем для нескольких ожидаемых значений температуры наружного воздуха и нанесем их на график.

 

 

Для t_н = 39^оС:

 

, 

Q₁ = 0,33*227*(39-3) = 2697 (Вт);

 

 V_0e = 33,9 (м³/ч),

,

,

р_в = 1,099 кг/м³,

р = 0,5*1,157 + 0,5*1,099 = 1,128 (кг/м³)

i_в = 9 кДж/кг, i_н = 96 кДж/кг,

 

Q₂ = 33,9*1,128*(96-9) = 3326,8 (кДж/ч) = 924 (Вт);

 

,

,

F_c = 0,4*227 = 90,8 (м²),

,

 

Q₃ = (0,33 *90,8*22,26*13)/24 = 361,3 (Вт);

 

,

Q₄ = (1,8*16)/24 = 1200 (кВт);

 

Q₅ = 0,3*924,1 = 277,2 (Вт);

 

,

t_гн = 41^оС; t_гк = 0^оС,

Q₆ = ((34000*3,6+5100*2,7)*(39-3))/72 = 68085 (кДж/ч) = 18912,5 (Вт)

 

,

,

Q₇ = 34*65 = 2210 (Вт);

 

Q_тп = 2697 + 924 + 361,3 + 1200 + 277,2 + 18912,5 + 2210 = 26582 (Вт);

 

t₀ = 3 - 12 = -9^оС,  

где t_н = 39^оС -температура наружного воздуха

t_к = 39 + 12 = 51^оС,

t_вс = -9 + 7 = -2^оС,

t_п = 51 – 3 = 48^оС,

р₀ = 0,7 МПа, р_к = 1,82 МПа,

V₁ = 0,06 м³/кг,

р_пр = 0,7*1,82 = 1,129 МПа,

λ = 0,855 – 0,0425*(1,129/0,7) = 0,786,

q_v = (547-410)/0,06 = 2283 (кДж/м³),

Q_oэ = 2*60*0,786*2283*0,9 = 193799,3 (кДж/ч) = 49692,1 (Вт)

 

Для t_н =49^оС :

 

Q₁ = 0,33*227*(49-3) = 3446 (Вт);

i_в = 4 кДж/кг, i_н = 134 (кДж/кг),

p_c = 1,105 (кДж/кг),

р_в = 1,071 (кг/м³),

р = 0,5*1,105 + 0,5*1,071 = 1,088 (кг/м³),

Q₂ = 33,9*1,088*(134-4) = 4794,8 (кДж/ч) = 1332 (Вт)

 

Q₃ = (0,33*90,8*22,26*13)/24 = 361,3 (Вт);

 

Q₄ = (1,8*16)/24 = 1200 (кВт);

 

Q₅ = 0,3*1331,9 = 399,6 (Вт);

 

Q₆ = ((34000*3,6 + 5100*2,7)*(49-3))/72 = 86998 (кДж/ч) = 24166,1 (Вт);

 

Q₇ = 34*77 = 2618 (Вт);

 

Q_тп = 3446 + 1332 + 361,3 + 1200 + 399,6 + 24166,1 + 2618 = 33523 (Вт);

 

t₀ = 3 - 12 = -9^оС,  

t_к = 49 + 12 = 61^оС,