Организация перевозки скоропортящихся грузов

     Состав  теплопоступлений в аналитических  и графоаналитических расчётах для  эксплуатационных целей перевозки  неохлаждённых свежих плодоовощей: Q_т, Q_и, Q_б, Q_с, Q_ц, Q_в, Q_ш, Q_г, Q_к.

2. 3. Определение температуры   наружного воздуха.

 

Расчетная температура наружного воздуха  определяется:

а) при перевозке 

         ,  

где х - коэффициент, учитывающий надежность расчета (квантиль надежности), х = 0,84 [3, прил.2].

 - среднеквадратическое  отклонение температуры наружного воздуха от ее среднего значения, принимаемое в переходный период со знаком плюс, по заданию = 3.

_{tр = 15 + 0,84 ^. 3 = 17,52 ⁰С}

2. 4. Определение  основной  характеристики и параметров теплообменных процессов в груженом  рейсе.

     Перед погрузкой термически подготовленных скоропортящихся грузов грузовые помещения  вагонов рефрижераторных секций (РС) и автономных рефрижераторных вагонов со служебным помещением (АРВ-Э) охлаждают или обогревают в соответствии с требованиями правил перевозок (прил. 7). Перед погрузкой неохлаждённых грузов и грузов, не требующих поддержания температурного режима перевозки, охлаждение или отепление указанных вагонов, а также других изотермических транспортных модулей не производят.

   В нашем случае температура наружного  воздуха и груза выше требуемого температурного режима перевозки (рис. 2). При этом начальная температура груза может соответствовать температуре воздуха на фронте погрузки или не соответствовать.

   Рис. 2 Динамика охлаждения воздуха и  груза в вагоне при температурах наружного воздуха выше температурного режима перевозки в координатах t° (температура), t (время):

     НТРП — нестационарный температурный режим перевозки; ХМ — работа холодильных машин; груз  — отепление воздуха в вагоне за счёт груза; ОС — то же, за счёт окружающей среды;  t_н, t_г, t_в — соответственно изменение температуры наружного воздуха, груза и воздуха внутри грузового помещения вагона.

     Обычно  принято считать, что начальная температура неохлаждённых плодоовощей (t_г.н) при погрузке соответствует расчётной температуре наружного воздуха на грузовом фронте (t_ф). Если учесть, что предварительное охлаждение вагона не требуется, и пренебречь теплопритоками в вагон при погрузке, то исходным условием теплообменных процессов при перевозке (на момент включения холодильных машин) будет: 

t_в.п.п »  t_г.п.п »  t_ф »  t_г.н.

     При поступлении плодоовощей в вагон  из неохлаждаемого склада возможна разница  между температурой груза и температурой воздуха на грузовом фронте. Тогда 

t_в.н.п »  t_ф,      t_в.п.п »  t_г.п.п. 

     После включения холодильных машин  из воздухораспределителя в грузовое помещение вагона начнёт поступать холодный воздух, нагнетаемый вентиляторами-циркуляторами, и заполнять свободное пространство вокруг и внутри штабеля груза в соответствии с применяемой схемой циркуляции воздуха. Забирая теплоту от груза и стен вагона, тёплый воздух направляется к испарителям холодильных машин, охлаждается и нагнетается в воздухораспределитель. Далее всё повторяется. За счёт работы холодильных машин происходит постепенное охлаждение циркулируемого воздуха, тары вагона и груза. Компенсируются внешние и внутренние теплопоступления.

     Следует иметь в виду, что интенсивность  погашения каждого теплопритока холодильным оборудованием различна в зависимости от условий протекания теплообменных процессов. Условно следует считать, что первым всегда погашается теплоприток от работающих вентиляторов-циркуляторов. Затем компенсируются теплопритоки через ограждения кузова вагона, включая солнечную радиацию, и за счёт инфильтрации воздуха. Охлаждается собственная масса вагона. Одновременно с этими, но менее интенсивно, погашаются теплопритоки от дыхания груза и за счёт его термической обработки. Причём груз будет крайне медленно охлаждаться при плотной погрузке.

     Фактор  интенсивности погашения теплопритоков  учитывают в теплотехнических расчётах с помощью соответствующих эмпирических коэффициентов.

     Первоначальное  охлаждение свободного воздуха в  рефрижераторном вагоне (см. рис.2) длится до тех пор, пока его температура не достигнет нижней границы требуемого температурного режима перевозки (t_в.н). После этого холодильные машины отключают. За счёт положительных суммарных теплопритоков циркулируемый воздух в вагоне будет прогреваться. При повышении температуры воздуха до верхней границы температурного режима перевозки (t_в.в) вновь включаются холодильные машины. Далее процесс повторяется.

     Продолжительность первоначального охлаждения воздуха  в вагоне (t_в) до нижней границы температурного режима (см. рис. 2) называют нестационарным температурным режимом перевозки груза. Дальнейшая циклическая работа холодильного оборудования для поддержания температурного режима между нижней и верхней границами осуществляется в стационарном температурном режиме перевозки.

     По  мере охлаждения груза интервалы  между выключением и включением холодильных машин в стационарном режиме заметно увеличиваются. При продолжительности пауз в их работе более 9 мин вентиляторы-циркуляторы автоматически отключаются.

     Охлаждение  груза до значений температур, соответствующих  стационарному температурному режиму перевозки (см. рис. 2), осуществляется за время t_г, которое соответствует длительности теплообменного режима охлаждение. Затем режим охлаждение переходит в режим теплокомпенсация и сохраняется до конца перевозки.

     Определим условный коэффициент скважности применяемой  тары:

     

, для ящичного поддона(П.5)

     Определим условный коэффициент плотности  штабеля груза:

     

 для ящичного поддона(П.6)

     Определим удельное тепловыделение плодоовощей:

- в среднем  за время охлаждения:

(П.4.2.)

- после  охлаждения:

(П.4.1.)

      Основными характеристиками теплообменных процессов  в грузовом помещении транспортного модуля, используемыми в теплотехнических расчётах, являются:

• - темп первоначального охлаждения свободного воздуха в грузовом помещении транспортного модуля (b_в), °С/ч:

 

; 

    

• - темп теплоотдачи  груза (m_г), °С/ч:

 

;

• - темп охлаждения груза (b_г), °С/ч

 

b_г £ m_г, но 0,38>0,12, следовательно принимаем b_г= 0,12ºС/ч 
 
 

    

• - продолжительность  первоначального  охлаждения воздуха  в грузовом помещении  (t_в), ч:

 

                        

;

• - продолжительность охлаждения груза (t_г), ч:

 

                         

      Значения  этих параметров  определяются по эмпирическим выражениям, в которых впервые применены квантили и коэффициенты, учитывающие фактор интенсивности погашения тепло-притоков во времени в зависимости:

      от  количества груза и его начальной  температуры;

      температурного  напора через ограждения кузова транспортного  модуля;

      плотности погрузки и скважности тары;

      интенсивности дыхания плодоовощей;

      системы и мощности воздухораспределения в  грузовом помещении. 
 

 

   При разбиении маршрута перевозки груза  на участки с однородными климатическими зонами необходимо корректировать b_в, и b_г для каждого участка маршрута.

   Для термически подготовленных скоропортящихся  грузов характеристики b_в, m_г, b_г, t_в, t_г определять не требуется.

2.5. Расчет теплопоступлений  в рефрижераторном  вагоне аналитическим  методом.

     Расчёт выполняют в киловаттах на одну грузовую единицу (вагон, контейнер).

1. Мощность теплового  потока вследствие  теплопередачи через  ограждения кузова  транспортного модуля:

 

Q_т = [F_р(t_р – t_в) + F_м(t_м – t_в)]К_р∙10^-3=[140(17,52 – 7,5) + 5,4(27,52 – 7,5)]0,497∙10^-3 = 0,75кВт