Цели, методы и надёжность теплотехнических расчётов

Теплотехнические расчёты изотермических вагонов и контейнеров

Определение количества теплоты или мощности теплового потока, поступающего в грузовое помещение изотермического вагона, контейнера от окружающей среды и груза, относится к теплотехническим расчётам. Такие расчёты необходимы при решении различных проектных и эксплуатационных задач хладотранспорта.

К проектным задачам относят:

– определение расчётной тепловой нагрузки на проектируемое холодильно-отопительное оборудование РТМ;

– определение толщины теплоизоляционного материала в ограждающих конструкциях грузовых помещений и т. п.

Задачами эксплуатационного характера являются:

– установление предельных сроков и других условий перевозки скоропортящихся грузов в транспортных модулях;

– анализ и прогнозирование причин, приводящих к нарушению условий перевозок грузов;

– определение фактического расхода дизельного топлива на маршруте;

– определение сфер рационального использования транспортных модулей в различных режимах эксплуатации, включая условия перевозок, не предусмотренные нормативными документами.

В зависимости от поставленной цели теплотехнический расчёт выполняют аналитическим или графоаналитическим методами.

Для проектных целей используют только аналитический метод расчёта мощности теплопритоков. При этом параметры окружающей среды задаются постоянными с высокой надёжностью. Поэтому рефрижераторные вагоны строят с учётом эксплуатации при температурах наружного воздуха в летний период до +45 °С и в зимний период – до минус 45 °С. При этом обеспечивается температура воздуха внутри грузового помещения соответственно летом до минус 20 °С и зимой – до +14 °С.

Аналитический метод расчёта теплопритоков применяют также для решения общих эксплуатационных и экономических задач, когда транспортный модуль перемещается в однородной климатической зоне с незначительными колебаниями температуры наружного воздуха на маршруте. В аналитических расчётах температуру наружного воздуха принимают усреднено-постоянной на протяжении всей рассматриваемой климатической зоны с заданной надёжностью.

При оценке работоспособности холодильно-отопительного оборудования в неординарных условиях, при определении расхода дизельного топлива на маршруте с разными климатическими условиями или при моделировании процессов теплообмена в грузовом помещении транспортного модуля используют графоаналитические расчёты теплопритоков. Суть таких расчётов заключается:

– в графическом сопоставлении фактической производительности холодильно-отопительного оборудования и мощности всех теплопоступлений внутрь изотермического транспортного модуля в зависимости от температуры наружного воздуха, времени суток, периода года, скорости движения на маршруте и др.;

– в возможности представить в наглядном виде динамику теплового баланса, а также динамику изменения температурных полей наружного воздуха, воздуха и груза внутри изотермических транспортных модулей во времени и в условиях максимально приближённых к действительности.

Для этого маршрут перевозки груза разбивают на участки с однородными климатическими условиями либо на равные участки по времени следования с требуемым шагом, и на каждом участке определяют тепловой баланс. Точность графоаналитического определения теплового баланса увеличивается с сокращением величины промежутков (по времени), на которые разбивают маршрут следования груза.

Во всех теплотехнических расчётах учитывают влияние случайных факторов на теплообменные процессы в системе «окружающая среда – транспортный модуль – груз», например, колебание температуры наружного воздуха, направление ветра. Для учёта этих факторов при определении теплопритоков обычно применяют вероятностный подход, обеспечивающий требуемую (в зависимости от поставленной цели) надёжность расчётов. Эта надёжность учитывается соответствующими квантилями.

В проектных расчётах обычно учитывают ограниченное количество случайных и неслучайных факторов. Поэтому для таких целей надёжность теплотехнического расчёта принимается достаточно высокая (0,98…0,999).

Решение эксплуатационных и экономических задач требует выполнения более точных теплотехнических расчётов. Здесь надёжность имеет второстепенный смысл. Точность расчёта заключается в необходимости учёта и формализации достаточно большой группы факторов, от которых существенно зависят скорость протекания теплообменных процессов в грузовом помещении транспортного модуля (подробно смотреть пункт 8.4) и результаты расчёта мощности тепловых потоков.

Дата добавления: 2015-08-13