Материал: Khladotransport_shshsh+

13. Принципиальная схема паровой холодильной машины.

Компрессионной холодильной машиной называют такую, в которой сжатие паров хладагента производится компрессором. В этой машине циркулирует определенное количество хладагента, который лишь изменяет свое состояние.

Принципиальная схема:

Компрессор предназначен для всасывания и сжатия паров хладагента. Компрессоры бывают двух-, трех- и многоступенчатые.

Конденсаторы на железной дороге воздушные, в промышленности много водяных.Хладагент превращается из газа в жидкость.

Терморегулирующий вентиль предназначен для снижения давления и температуры.

Испаритель предназначен для отбора тепла от окружающей среды. Расположен в грузовом помещении вагона. Хладагент, превратившийся в газ, всасывается компрессором.

Теоретический цикл представляет собой график или процессы, происходящие в холодильной машине, изображенные в координатах Р, I.

В реальных условиях происходит перегрев, возникает трение.

14. Расчет теоретического и действительного цикла паровой холодильной машины.

Построение теоретического цикла сводится к определению параметра хладагента, т.е.

вписыванию в тепловую диаграмму характерных точек цикла и графическому

изображению процессов, протекающих в элементах машины.

Расчет теоретического цикла заключается в определении количества подведенного и

отведенного тепла и к нахождению количества тепла, получаемого в результате сжатия

паров хладагента.

Основными параметрами хладагента являются: давление, температура, удельный объем и

энтальпия.

Объем хладагента зависит от количества хладагента и удельного объема.

15. Многоступенчатое сжатие

Для получения низких температур понижают температуру кипения и давление.

Возможности одноступенчатого сжатия ограничиваются температурой нагнетания. Для уменьшения отношения давления в конденсаторе к давлению в испарителе применяют многоступенчатое сжатие. Применяется в тех местах, где необходимо получать низкую температуру в грузовом помещении.

Удельная холодопроизводительность: qo⁼i1-i2; l⁼i4-i1 q_n⁼i5-i9, qk⁼i4-i5

Тепловой баланс

Давление в промежуточном сосуде:

Количество хладагента:

через промежуточный сосуд

конденсатор

X - паросодержание.

Низкие температуры в грузовом помещении вагона можно получить непосредственным охлаждением или через охлаждаемый теплоноситель. Различают батарейное охлаждение, воздушное и смешанное.

16. Свойства и характеристика хладагентов.

Хладагент - это рабочее тело холодильных машин, совершающее обратный круговой процесс. Все хладагенты должны обладать специальными требованиями:

- термодинамические (температура кипения, давление в испарителе и конденсаторе, объемная холодопроизводительность, теплота парообразования) - давление должно быть при рабочих условиях выше атмосферного, давление в конденсаторе не должно быть высоким, объемная холодопроизводительность определяет размеры машин, температура замерзания хладагента должна быть ниже температуры кипения;

- физико-химические (плотность, вязкость, высокий коэффициент теплоотдачи, растворимость в смазочном масле) - при малой растворимости меньше масла уходит в маслоотделитель, при большой растворимости меняется температура кипения, но улучшается смазка частей в компрессоре.

Хладагент должен быть химически инертным конструктивным материалом, он не должен быть горючим, он не должен образовывать взрывных смесей, не должен разлагаться при высоких температурах.

Все хладагенты обладают токсичностью. ПДК для аммиака - 20 мг/м³, фреон-12 - 300,фреон-22 - 3000.Аммиак - газ бесцветный с резким запахом, обладает рядом термодинамических и технических преимуществ, но взрывоопасен и ядовит, имеет большую холодопроизводительность, слабо растворяется в масле, интенсивно поглощается водой,утечка легко обнаруживается. Аммиак наиболее доступный и дешевый, температура кипения -70, конденсации - -50, поэтому в малых холодильных установках он не

применяется. Хладон-12 - наиболее безопасный хладагент, не горючий, не взрывоопасен, слаботоксичен, сладковатый запах при наличии в воздухе более 20%, при наличии открытого огня разлагается на фосген и фтористый водород. Газообразный фреон в 4 раза тяжелее воздуха.

Фреон-22 — имеет хорошие термодинамические свойства, не горюч и не взрывоопасен, но более ядовит, используется в установках кондиционирования и низкотемпературных машин.

Теплоноситель - это промежуточное вещество, предназначенное для отвода тепла от охлаждаемых объектов. Различают жидкие и газообразные теплоносители.

Требования к теплоносителям:

- низкая температура замерзания;

- достаточно высокая теплоемкость;

- дешевизна;

- безвредность;

- негорючесть.

Самым лучшим теплоносителем является атмосферный воздух, вода и растворы солей СаС12, NaCl.

17. Транспортные компрессоры.

Поршневые компрессоры классифицируются по ряду признаков:

по применяемому хладагенту: аммиачные, фреоновые, углекислотные, унифицированные;

- по числу степеней сжатия: одноступенчатые, двухступенчатые, многоступенчатые;

- по числу цилиндров: одноцилиндровые, многоцилиндровые (до 16);

- по расположению цилиндров: горизонтальные, вертикальные, угловые, V-образные

- по направлению движения пара в компрессоре: прямоточные, непрямоточные;

- по месту установки: стационарные, транспортные;

- по частоте вращения: тихоходные (до 500 об/мин), быстроходные (более 500);

- по холодопроизводительности: мелкие (3,5 кВт), малые (до 23), средние (до 115), крупные (более 115).

Требования к транспортным:

- высокая надежность и долговечность;

- компактность конструкции и простота;

- простота обслуживания и ремонта;

- устойчивость к ударным нагрузкам;

- высокие удельные мощностные и энергетические показатели.

Прямоточный:

Непрямоточный:

Непрямоточный фреоновый компрессор применяется у автономных вагонов и в пятивагонных секциях.

Основным параметром при расчете компрессора является объем, описываемый поршнями, рассчитывается по заданной холодопроизводительности и зависит от объемной холодпроизводительности и коэффициента подачи:

Vn=3,6*Q0/ q_v *λ

q_v - объемная холодопроизводительность; λ- коэффициент подачи

q_v=q0/V0

Рабочий процесс компрессора складывается из всасывания, сжатия и нагнетания. Коэффициент подачи дает общую оценку потерь в реальном компрессоре и зависит от величины вредного пространства, температуры всасывания и скорости движения.

18. Теплообменные аппараты.

В конденсаторе охлаждаются и конденсируются пары хладагента за счет отдачи тепла

воздуху или воде. По способу отвода тепла конденсаторы подразделяются на оросительные, проточные (водяные), воздушные.

Кожухотрубные конденсаторы. Между кожухом и трубой конденсируются пары хладагента.Воздушные. Распространяются в РПС.Поверхность 400-800 м .

Площадь конденсатора:

Qk - нагрузка на конденсатор;К - коэффициент;O - разница температур между хладагентом и воздухом;

E - холодильный коэффициент.

К=30-35 Вт/м²К

O=8-10°С

Испаритель - теплообменный аппарат, в котором тепло от охлаждающей среды

отбирается кипящим хладагентом. Испарители бывают рассольные и воздухоохладители.

Принцип работы как и у конденсатора, есть кожухотрубные, есть воздушные. Расчет тоже ведется на определение площади испарителя:

Воздухоохладитель:

Холодопроизводительность и потребляемая мощность компрессора зависит от температуры кипения, температуры конденсации, температуры всасывания, температуры переохлаждения.

При выпуске с завода компрессору определяют стандартную холодопроизводительность.

Для аммиачных холодильных машин: -15, -10, 25, 30, Рк/Ро=4,97. Для фреоновых: -15, 15,

25, 30, Рк/Ро=4,07.

Рабочая холодопроизводительность зависит от условий, в которых работает машина.

19. Основы автоматизации работы холодильных машин.

Чтобы обеспечить необходимую температуру и влажность в грузовом помещении вагона,необходимо, чтобы холодильные машины работали в требуемом режиме, а это обеспечивают приборы автоматики: температурный режим, заданное давление в холодильной установке, требуемую холодопроизводительность, технику безопасности,снижение эксплуатационных расходов.

Все приборы автоматики можно разделить на несколько групп:

- группа управления - для автоматического включения и отключения холодильной машины;

- группа регулирования - поддерживает заданные величины или изменяет их;

— приборы защиты - предназначены для предотвращения сбоя при отклонении каких-то величин;

—приборы контроля - контролируют и фиксируют температурно-влажностные условия;

— группа сигнализации - предназначена для оказания помощи обслуживающему персоналу.

Для защиты компрессора от высокого и низкого давления устанавливаются реле давления.

Все компрессоры защищены от опасных режимов. Они бывают однократного действия и многократного.

Устройство автоматики осуществляют две функции: питание испарителя хладагентом,защита от опасных режимов.

Основным прибором автоматики является терморегулятор,предназначенный для регулирования температуры в грузовом помещении вагона.

20. Основные требования, предъявляемые к изотермическому подвижному составу, конструкция его, коэффициент теплопередачи.

К изотермическому подвижному составу относятся вагоны специального грузового парка для перевозки скоропортящихся грузов. Изотермическими их называют потому, что во время перевозки в грузовых помещениях поддерживается требуемая постоянная температура. Перевозят в них грузы, которые предварительно охлаждены или нагреты. Теплоизоляция ограждения и аккумулируемый холод от груза позволяют поддерживать заданную температуру.

В зависимости от рода перевозки вагоны бывают универсальные и специализированные. Структура изотермического подвижного состава:

—изотермические вагоны:—универсальные:—рефрижераторные:—12-вагонная секция;—5-вагонная секция БМЗ;— 5-вагонная секция ZA-5;—5-вагонная секция ZB-5;—термосы:—термосы;—4-вагонный термос; ~ специализированные:—рефрижераторные:—5-вагонная секция для вина;—АРВ для эндокринного сырья;—АРВ живорыбный;—термосы:— молочные;—для вина.

Схема охлаждения РПС:

— машинное охлаждение:- центральная аммиачная установка:— рассольная система:— двухступенчатая: --12-вагонная секция;-автономная фреонная установка:—непосредственная система с воздухоохладителем:— одноступенчатая:--5-вагонная БМЗ;--5-вагонная ZA-5;—двухступенчатая:

--5-вагонная ZB-5;—- АРВ;— кожухотрубный испаритель для охлаждения воды:— одноступенчатая: --живорыбный.

Основные требования, предъявляемые к изотермическим вагонам:

- возможность поддержания в грузовом помещении оптимальной температуры и влажности независимо от внешних условий;

- обеспечение вентиляции и циркуляции воздуха;

- возможность полной автоматизации работы оборудования и контроля температур;

- надежность оборудования;

- надежность работы оборудования и простота его обслуживания

- высокая народнохозяйственная эффективность.

1 - оцинкованное железо;2 - деревянная стенка;3 - водонепроницаемая пленка;

4 - наружная металлическая обивка;5 - деревянный брусок; 6 - металлическое крепление;- изоляционный материал.