хладотранспорт1


федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" 
Кафедра «Логистика и коммерческая работа»
Пояснительная записка к курсовому проекту
«Организация перевозки скоропортящихся грузовна направлении»
Выполнил студент А. И. Бурик (дата, подпись)
Группа 09-УПП-6209
Руководитель доцент В. В. Ефимов
(дата, подпись)
Нормоконтроль доцент В. В. Ефимов
(дата, подпись)
Санкт-Петербург
2014
Содержание
Задание на курсовой проект………………….…..………………...………....... 3
Список определений и сокращений …………………………...…..………….... 5
Список обозначений ……………………………………….……….………….... 6
Введение ……………………………………….…..………………...………....... 10
1 Приём скоропортящихся грузов к перевозке …………...…….………….. 11
1.1 Требования к качеству и условия подготовки грузов к перевозке ……... 11
1.2 Виды и проявления возможной порчи грузов, при которых они не допускаются к перевозке ………………………………………………….….. 14
1.3 Режимные параметры обслуживания перевозок и способы размещения заданных грузов в разных типах вагонов ………………………………… 17
1.4 Сроки доставки и возможность перевозки заданных грузов в изотермических и крытых вагонах ………………………………………………….. 20
1.5 Специфические сопроводительные документы, оформляемые на перевозку заданных грузов ………………………………………………........... 25
2 Теплотехнический расчёт рефрижераторного вагона для гружёного рейса со свежими гранатами ……………..……………........................…... 27
2.1 Цель и метод расчёта, состав теплопоступлений ……………...……….… 27
2.2 Расчётная температура наружного воздуха на маршруте ………........….. 27
2.3 Характеристика и основные и параметры теплообменных процессов в гружёном рейсе ……………………………………………………………... 28
2.4 Мощность теплопоступлений в грузовое помещение вагона ……........… 32
2.5 Показатели работы дизель-генераторного и холодильно-отопительного оборудования …………………………..…………………………................ 36
Библиографический список ………………………………………………….…. 38

Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра  I
________________________________________________________________________________________________________________________________
Кафедра «Логистика и коммерческая работа»
Заданиена курсовой проект (работу)
«Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении»
(специальность «Эксплуатация ж. д.»)
Студенту _______Бурику Андрею_____ уч. гр. __УПП___
(фамилия, имя)
Последняя цифра номера студенческого билетадля составления первого пункта задания ______9_______
Исходные данные
1. Период перевозки (нужное подчеркнуть): летний, переходный, зимний.
2. Перевозимые грузы:
Наименование груза Температура груза при погрузке, °С
Замороженный: говядина в четвертинах –15
Охлаждённый: рыба 1
Плодоовощи свежие: абрикосы 16
3. Среднесуточная температура наружного воздуха ________23________ °С.
4. Расстояние перевозки грузов ___________________1200____________ км.
5. Условная географическая широта местности ________64______ град. с. ш.
6. Вероятность солнечных дней в году (μс) ___________0,39_____________ %.
7. Относительная влажность наружного воздуха (н) ______64_________ %.
8. Среднеквадратическое отклонение температуры наружного воздуха от среднего значения (): ___________________5______________________ .
9. Надёжность расчёта теплопритоков (Р): ___________0,95_____________ .
Необходимо
1. Определить условия приёма заданных скоропортящихся грузов к перевозке.
1.1. Определить условия подготовки грузов к перевозке.
1.2. Определить признаки и виды возможной порчи грузов.
1.3. Определить условия и возможность перевозки заданных грузов в изотермических и крытых вагонах.
2. Выполнить теплотехнический расчёт одного рефрижераторного вагона в гружёном рейсе с плодоовощами.
2.1. Определить цель и метод расчёта, состав теплопоступлений.
2.2. Определить расчётную температуру наружного воздуха на маршруте.
2.3. Определить основные характеристики теплообменных процессов в гружёном рейсе.
2.4. Определить все теплопоступления в рефрижераторный вагон в гружёном рейсе. Дополнительно принять:
тип вагона (нужное подчеркнуть): РС-4 (БМЗ), РС-4 (Дессау), АРВ-Э;
грузоподъёмность вагона ______47_______ т;
срок эксплуатации вагона _____4________ года;
масса груза в вагоне: ___41____  т брутто, _____35____ т нетто.
2.5. Определить показатели работы дизель-генераторного и холодильно-отопительного оборудования (коэффициент рабочего времени, расход дизельного топлива и потребность в дополнительной экипировке РПС).
Задание составлено правильно _____________________________________
(подпись преподавателя, дата)
Список учебно-методической литературы
1. Ефимов В. В. Требования к оформлению курсовых и дипломных проектов : учебно-метод. пособие / В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 46 с.
2. Ефимов В. В. Хладотранспорт и доставка скоропортящихся грузов : учебник [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов [и др.]. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 380 с.
3. Ефимов В. В. Условия подготовки и перевозки скоропортящихся грузов во внутреннем железнодорожном сообщении : учеб. пособие [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов [и др.]. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 217 с.
4. Теплотехнический расчёт изотермических транспортных модулей : метод. указания [Электронный ресурс] / Сост. В. В. Ефимов. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 73 с.
5. Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении : метод. указания [Электронный ресурс] / Сост. В. В. Ефимов, Н. А. Слободчиков. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 50 с.
6. Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении : метод. указания / Сост. В. В. Ефимов, Н. А. Слободчиков. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2011. – 44 с.
7. Ефимов В. В. Условия подготовки и перевозки скоропортящихся грузов : учеб. пособие / В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2003. – 134 с.
8. Теплотехнический расчёт рефрижераторных транспортных модулей : метод. указания / Сост. В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2003. – 64 с.
Список определений и сокращений
Правила Правила перевозок скоропортящихся грузов
АРВ-Э Автономный рефрижераторный вагон со служебным отделением
БОО Без охлаждения и отопления (режим обслуживания груза)
ВВШ Вокруг и внутри штабеля (режим циркуляции воздуха в грузовом помещении вагона)
Временныеусловия Временные условия перевозок скоропортящихся грузов
ГПВ Грузоподъёмность или грузовместимость вагона
ИВ-термосГрузовой вагон рефрижераторной секции из холодного отстоя, переоборудованный или эксплуатируемый в опытном порядке без холодильно-отопительного оборудования как одиночный изотермический вагон в режиме «термос», а также автономный рефрижераторный вагон без служебного помещения, переоборудованный под вагон-термос
Плотно-вертик. Плотно-вертикальный (способ укладки груза в вагоне)
РС-4(Б) Грузовой вагон пятивагонной рефрижераторной секции постройки Брянского машиностроительного завода
РС-4(Д) Грузовой вагон пятивагонной рефрижераторной секции постройки завода Дессау
ТВШ Только вокруг штабеля (режим циркуляции воздуха в грузовом помещении вагона)
Термос-1 Термос первого рода (режим конвективного теплообмена между воздухом и грузом в грузовом помещении транспортного модуля)
Термос-2 Термос второго рода (режим конвективного теплообмена между воздухом и грузом в грузовом помещении транспортного модуля)
УВ-термосУниверсальный вагон-термос
ХМ Холодильная машина
Список обозначений
у Уставный срок доставки груза, сутL Расстояние перевозки груза (заданное), км
F{} Логическая операция округления результата вычислений до целого значения в бóльшую сторону
{} Логическая операция округления результата вычислений до целого значения в меньшую сторону
Vм Минимальная скорость перевозки грузов в вагонах (нормы суточного пробега), км/сутн.к Нормативная продолжительность начально-конечных операций в пунктах погрузки и выгрузки, сутпПредельный срок перевозки скоропортящегося груза, сутQтМощность теплового потока в грузовое помещение вагона вследствие теплопередачи через ограждения кузова, кВт/ед.
QиМощность теплового потока за счёт инфильтрации наружного воздуха внутрь вагона грузового помещения вагона, кВт/ваг.
QбМощность теплового потока в грузовое помещение вагона за счёт биохимической теплоты плодоовощей при дыхании, кВт/ед.
QсМощность теплового потока в грузовое помещение вагона, эквивалентная воздействию солнечной радиации, кВт/ед.
QвМощность теплового потока в грузовое помещение вагона, эквивалентного работе вентиляторов-циркуляторов, кВт/ед.
QцМощность теплового потока от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения вагона при вентилировании, кВт/ед.
QшМощность теплового потока в грузовое помещение вагона, эквивалентного оттаиванию снеговой шубы на испарителях холодильных машин, кВт/ед.
QгМощность теплового потока в грузовое помещение вагона от охлаждаемого груза, тары и средств пакетирования, кВт/ед.
QкМощность теплового потока в грузовое помещение от охлаждаемого (отепляемого) кузова и оборудования вагона, кВт/ед.
Q Суммарная мощность теплового потока в грузовое помещение вагона, кВт/ваг.
tрРасчётная температура наружного воздуха на направлении перевозки, °С
tср Среднесуточная температура наружного воздуха на маршруте, °С
Х Квантиль надёжности расчёта теплопритоков, ед.
Среднеквадратичное отклонение температуры наружного воздуха от среднего значения
Р Надёжность расчёта теплопритоков, доли ед.
tг.нНачальная температура груза (до погрузки, которая заадана), °С
tфРасчётная температура воздуха на фронте погрузки, °С
tв.н.пТемпература воздуха в вагоне в начале погрузки, °С
tг.п.пТемпература груза в вагоне после погрузки, °С
tв.вВерхняя граница температурного режима перевозки груза, °С
tв.нНижняя граница температурного режима перевозки груза, °С
tв.п.пТемпература воздуха в вагоне после погрузки, °С
в Продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении вагона, ч
г Продолжительность охлаждения груза в вагоне, ч
грПродолжительность гружёного рейса, ч
Изменение температуры воздуха в вагоне во времени, °С
Изменение температуры груза в вагоне во времени, °С
tвСреднее значение температурного режима перевозки груза, °С
т Степень плотности штабеля груза, погруженного в вагон, доли ед.
шСтепень плотности штабеля груза, погруженного в вагон, доли ед.
qбох Удельная мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей в грузовом помещении вагона в среднем за время охлаждения, Вт/т
qбрУдельная мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей в грузовом помещении вагона в среднем после охлаждения, Вт/т
mгСкорость теплоотдачи груза, °С/ч
kшПоправочный коэффициент, учитывающий фактор степени плотности штабеля груза, ед.
kтПоправочный коэффициент, учитывающий фактор степени скважности тары груза, ед.
tрРасчётный температурный напор (tр – tв), К
tмМаксимальный температурный напор, К
kрРасчётный коэффициент теплопередачи ограждений вагона, Вт/(м2К)
kр.пПаспортное значение расчётного коэффициента теплопередачи ограждений вагона, Вт/(м2К)
о Коэффициент, учитывающий изменение свойств ограждающих конструкций грузового помещения от случайных факторов, ед.
bвСкорость охлаждения воздуха в грузовом помещении, °С/ч
bгСкорость охлаждения груза, °С/ч
kмЭмпирический коэффициент, который учитывает влияние температурного напора и свойств изоляции ограждений вагона на скорость теплообменных процессов в грузовом помещении, ед.
kбПоправочный коэффициент, учитывающий фактор степени биохимических тепловыделений плодоовощей при охлаждении, ед.
GбрКоличество груза в вагоне, т (Gбр = рт, если пакетируются плодоовощи)
РвГрузоподъёмность вагона, т
FрПолная расчётная поверхность грузового помещения вагона, м2
FмРасчётная поверхность машинных отделений грузового вагона, контактирующих с грузовым помещением, м2
tмТемпература воздуха в машинном отделении, оСнПлотность наружного воздуха, кг/м3
и Кратность инфильтрации воздуха в ограждениях грузового помещения и в вентиляционной системе, ч–1
VпПолный объём грузового помещения вагона, м3
нОтносительная влажность наружного воздуха, %
в Относительная влажность воздуха внутри грузового помещения вагона,в = 95%, %
iнУдельное теплосодержание наружного воздуха (при tр и н), кДж/кг
iвУдельное теплосодержание воздуха внутри грузового помещения в режиме перевозки (при tв и в), кДж/кг
Qб1 Мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей при охлаждении, кВт/ваг.
Qб2 Мощность биохимической теплоты дыхания плодоовощей после охлаждения, кВт/ваг.
GгрМасса перевозимого груза (по заданию или расчёту), т нетто. В расчёте Qг величину Gгр подставляют в кг нетто
tэ.рЭквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности вагона при наличии и отсутствии солнечной радиации, К
Fб.сПоверхность боковых стен вагона, м2
tэ.вЭквивалентная температура прямой радиации на вертикальные поверхности грузового помещения вагона, К
FкПоверхность крыши вагона, м2
tэ.гЭквивалентная температура прямой радиации на горизонтальные поверхности грузового помещения вагона, К
c Вероятность солнечных дней в году, доли ед.
с Продолжительность воздействия солнечной радиации, ч/сутQц1 Мощность теплового потока от работы вентиляторов-циркуляторов при охлаждении плодоовощей, кВт/ваг.
Qц2 Мощность теплового потока от работы вентиляторов-циркуляторов после охлаждения плодоовощей, кВт/ваг.
NцСуммарная мощность электродвигателей вентиляторов-циркуляторов, кВт
Коэффициент трансформации механической энергии вентиляторов-циркуляторов внутри воздуховода в тепловую энергию, доли ед.
ц1 Коэффициент рабочего времени вентиляторов-циркуляторов при охлаждении груза, доли ед.
ц2 Коэффициент рабочего времени вентиляторов-циркуляторов после охлаждении груза, доли ед.
tг Среднее значение температуры груза за период охлаждения, °С
qшУдельные теплопоступления, эквивалентные теплоте горячих паров хладагента, подаваемых в воздухоохладитель для снятия снеговой шубы, а также теплоте, погашаемой при восстановлении температурного режима перевозки, МДж
nшКоличество раз снятия снеговой шубы за перевозку, целые ед.
nот Периодичность снятия снеговой шубы на испарителях холодильных машин, сутСгУдельная теплоёмкость груза, кДж/(кг°С)
CтУдельная теплоёмкость тары, кДж/(кг°С)
Cс.пУдельная теплоёмкость средств пакетирования груза, кДж/(кг°С)
GтМасса тары груза, кг
Gс.пМасса средств пакетирования груза, кг
Коэффициент, учитывающий неоднородность температурного поля кузова вагона, доли ед.
Коэффициент конкордации (приведение в соответствие) скоростей охлаждения кузова вагона и груза, ед.
хКоэффициент рабочего времени холодильных машин, доли ед.
пКоэффициент рабочего времени электропечей, доли ед.
х1 Коэффициент рабочего времени холодильных машин при охлаждении груза, доли ед.
х2 Коэффициент рабочего времени холодильных машин после охлаждении груза, доли ед.
QхПаспортная мощность холодильных машин, кВт
GфФактический расход дизельного топлива, кг
g Удельный расход дизельного топлива, кг/ч
nд1 Количество дизелей, работающих при охлаждении груза, целые ед.
Введение
Конкуренция между российскими железными дорогами и другими видами транспорта требует обеспечения процесса доставки скоропортящихся грузов потребителям в кратчайшие сроки без потерь и понижения качества. При этом обязательным является строгое соблюдение условий подготовки, приёма, погрузки, транспортировки, выгрузки и выдачи таких грузов. Эти условия регламентированы правилами перевозок скоропортящихся грузов по железным дорогам России во внутреннем сообщении (далее – Правила). Поэтому главной целью курсового проекта является научить студента грамотно выбирать способ перевозки скоропортящихся грузов, определять требуемые условия перевозки в соответствии с Правилами, выполнять теплотехнические расчёты транспортных модулей.
В курсовом проекте решаются две задачи. Первая (основная) – определение условий подготовки, возможности и условий перевозки скоропортящихся грузов; вторая –выполнение проверочного теплотехнического расчёта рефрижераторного вагона с плодоовощами.
Указанные задачи решаются применительно к исходным данным согласно варианту индивидуального задания (приложение А).
Первая задача решается для трёх грузов, имеющих разную холодильную подготовку: замороженный груз – говядина в четвертинах, охлаждённый груз – рыба и неохлаждённые плодоовощи – абрикосы. Заданные грузы подлежат перевозке в летний период года на расстояние 1200 км.
Вторая задача решается только для свежих неохлаждённых гранат в вагоне рефрижераторной секции постройки завода БМЗ с учётом дополнительных данных для теплотехнического расчёта.
Пояснительная записка к курсовому проекту оформлена в соответствии с требования нормативных документов [1]. При составлении пояснительной записки использованы учебные и методические материалы [2, 3, 4, 5].
Вариант задания составлен по [5, прил. Б] с атрибутами «Бурик Андрей и нечётное окончание номера зачётной книжки».
1  Приём скоропортящихся грузов к перевозке
1.1 Требования к качеству и условия подготовки грузов к перевозке
Говядина в четвертинах

К погрузке в изотермические транспортные модули допускается мясо и мясопродукты после осмотра их ветеринарным врачом органа Госветнадзора. О назначенном времени погрузки мяса и мясопродуктов грузоотправитель уведомляет местный орган Госветнадзора не менее чем за 24 ч до подачи вагонов под погрузку.
Говядину в четвертинах грузоотправитель предъявляет к перевозке только до той станции и в адрес того грузополучателя, которые указаны в ветеринарном свидетельстве. Изменение указанной в ветеринарном свидетельстве станции назначения и грузополучателя при погрузке или переадресовке допускается только с согласия органа Госветнадзора. Переадресовку таких грузов производят по согласованию с органом Госветнадзора.
Туши крупного рогатого скота и прочих крупных животных должны быть разделаны на продольные полутуши или четвертины.
В результате послеубойной обработки четвертины должны поступать на хранение, транспортировку или в реализацию без загрязнений, бахромок, побитостей, кровоподтёков, сгустков крови и остатков внутренних органов. Исключение составляют туши телятины, баранины и козлятины, у которых оставляют почки и околопочечный жир. Замороженное мясо должно быть, кроме того, без снега и льда.
На четвертинах не должно быть остатков внутренних органов, сгустков крови, бахромок, загрязнений, а также льда и снега. Четвертины не должны иметь повреждений поверхности, выхватов подкожного жира, кровоподтёков и побитостей. У замороженного мяса, выпускаемого для реализации, допускается наличие зачисток, выхватов подкожного жира на площади, не превышающей 15% поверхности.
Температура мяса, говядины, в толще мышц у костей при погрузке в рефрижераторные вагоны и в рефрижераторные контейнеры должна быть не выше минус 8°С.
Допускается перевозка замороженного мяса домашних животных в вагонах-термосах и контейнерах-термосах с температурой при погрузке не выше –12.
Рыба охлажденная
Охлаждённой называют рыбу, которая имеет температуру в толще мяса у позвоночника минус 1…+5 °С. Наиболее распространённым способом охлаждения рыбы является применение естественного или искусственного мелкодробленого льда. Каждую рыбу среднего крупного размера обязательно засыпают льдом со всех сторон.
По качеству охлаждённая рыба должна соответствовать требованиям:
поверхность чистая, естественной окраски без побитостей; жабры красные, розовые или тёмно-красные, без мутной слизи, консистенция тканей плотная, упругая. Если положить рыбу на ладонь, то она не перегибается. Допускается слегка ослабевшая, но не дряблая консистенция рыбы. Проверяют консистенцию прощупыванием мясистых частей рыбы. Запах свежей рыбы – без признаков начинающейся порчи. Допускается появление в жабрах рыб (кроме осетровых пород) слабого кисловатого запаха, который должен легко удаляться при промывании водой.
Охлаждённую рыбу перевозят только в рефрижераторных вагонах.
Для перевозки рыбу укладывают в деревянные ящики вместимостью до 80 кг или сухотарные бочки вместимостью до 150 л. Осетровые и лососевые рыбы предъявляют к перевозке только в деревянных ящиках. Рыбу укладывают в тару, пересыпая льдом в количестве 50…100 % к массе рыбы. Дата упаковки должна быть указана в перевозочных документах. При погрузке температура охлаждённой рыбы должна быть в толще мышц у позвоночника минус 1…+3°С.
Маркировка ящиков и бочек с охлаждённой рыбой включает:
– наименование предприятия и организации, в систему которой входит
предприятие;
– дату упаковки, фамилию мастера и номер укладчицы;
– наименование и размер рыбы (крупная, средняя, мелкая);
– вид разделки и способ обработки (охлаждённая рыба);
– сорт и номер государственного стандарта;
– массу места (брутто, нетто).
Абрикосы предъявляют к перевозке свежими, чистыми, без механических повреждений и повреждений вредителями и болезнями, без излишней внешней влажности, а также однородными по степени зрелости в каждой повагонной партии.
Содержание в плодах токсичных элементов, пестицидов и нитратов не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов.
Абрикос относится к косточковым плодам. Абрикосы по назначению делят на столовые, консервные и сушильные. Столовые и консервные сорта характеризуются крупными плодами, красивой яркой окраской, приятным вкусом, сочной мякотью, удовлетворительной транспортабельностью. Сушильные сорта абрикосов используются для изготовления урюка и кураги. Свежие абрикосы в соответствии с ГОСТ 21832-76 делят по качеству на два товарных сорта. Размер плодов по наибольшему поперечному диаметру плодов европейских и ирано-кавказских сортов должен быть не менее 30 мм, среднеазиатских – не менее 25 мм. Во втором сорте размер плодов не нормируется.
Абрикосы должны быть уложен в дощатые закрытые ящики и ящики-лотки плотно вровень с краями тары так, чтобы они не бились и не тёрлись. В каждый ящик укладывают плоды одной помологической группы и одной размерной категории.
Принятые в проекте основные условия подготовки заданных грузов к перевозке приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Условия подготовки заданных скоропортящихся грузов к перевозке
Наименование показателя Перевозимый груз
замороженный охлаждённый плодоовощи1. Наименование груза Говядина в четвертинах Охлажденная рыба Абрикос
2. Первичная упаковка[3, прил.1] Нет Нет
Нет
3. Транспортная тара[3, прил. 1] Нет Ящик деревянный до 80 кг, бочка сухотарная до 150 л Ящик дощатый, ящик-лоток
4. Средства пакетирования
Нет
Нет Поддон складной ящичныйСП-5-0,60-3
5. Температура груза при погрузке, °С:
фактическая (по заданию)
нормированная Правилами при использовании:
рефрижераторных вагонов
крытых вагонов
нормированная Временными условиями при использовании:
УВ-термосовИВ-термосов
–15
– 8о и ниже




не выше –10о
не выше –8о

1
От -1 до +3




16
Не нормируется

То же


6. Вывод: условия холодильной подготовки грузов соответствуют («Да») или не соответствуют («Нет») требованиям Правил или Временных условий (отсутствие вариантов обозначать «–») при использовании:
рефрижераторных вагонов
УВ-термосовИВ-термосов
крытых вагонов Да

Да
Да
– Да


– Да



Нет

1.2 Виды и проявления возможной порчи грузов, при которых они не допускаются к перевозке
Говядина в четвертинах
При хранении и перевозках мяса могут возникнуть ухудшение качества или порча мяса. Под ухудшением качества понимают изменение товарного вида и некоторых (незначительно) свойств мяса, под порчей — изменение вкусовых достоинств и питательной ценности. Наиболее часто встречаются следующие виды порчи мяса.
Ослизнение появляется при температуре хранения выше 0°С и относительной влажности более 90 %. От сплошного налёта микрококков, стрептококков и других слизеобразующих микроорганизмов мясо становится липким. При температуре 0°С и относительной влажности воздуха 85–90 % слизеобразование значительно замедляется. Ослизнённое мясо направляют на промышленную переработку или подвергают замораживанию.
Плесневение является результатом деятельности плесневых грибков (мукоровый гриб, гроздевидная, леечная и кистевидная плесени). Плесневые грибы чувствительны к вентиляции и поэтому развиваются интенсивно на участках туши, где движение воздуха ограничено. Грибницы развиваются на поверхности туши с проникновением вглубь на 2…5 мм. Плесневение проявляется разнообразно окрашенными колониями и затхлым запахом. При температуре минус 4 … минус 9°С развитие плесени прекращается за исключением кладоспориума, который покрывает поверхность туши тёмнозелёными почти чёрными пятнами. В начальной стадии, когда плесень появляется в виде белых бархатистых колоний круглой формы, её легко стирают с поверхности туш тряпкой, смоченной слабым марганцовым раствором, мясо немедленно пускают в реализацию. При слабом проникновении плесени в мышечную ткань, мясо после зачистки отправляют в промышленную переработку. Необходимо знать, что плесневение мяса часто возникает из-за несоблюдения санитарногигиенических норм во время перегрузочных операций. Мясо со следами плесневения к перевозке не допускают.
Пигментация связана с деятельностью пигментных бактерий. В зависимости от вида микроба на туше образуются красные, синие, зелёные пятна. Если после проверки токсических веществ в мясе не обнаружено и отсутствует посторонний запах, пятна удаляют, а мясо реализуют.
Свечение мяса вызвано фотобактериями, которые развиваются на поверхности туши. Чаще всего это явление наблюдается при хранении мяса и рыбы в одном помещении. Свечение не приводит к гниению.
Кислое брожение происходит вследствие деятельности молочнокислых бактерий и дрожжей. При этом в мясе образуются кислоты, которые хотя и подавляют развитие гнилостной микрофлоры, но способствуют развитию плесени, а она, в свою очередь, способствует гниению. Кислое брожение — предвестник гниения. Мясо приобретает серый цвет в разрезах и кислый неприятный запах. Кислое брожение неопасно для человека, но мясо направляют на промышленную переработку.
Загар — своеобразный порок, проявляющий себя в толще мяса в виде кислого запаха, изменения цвета и вкуса. Загар образуется при медленном охлаждении мяса и при наличии на его поверхности слоя, препятствующего газообмену с внешней средой (жирные туши), а также в тушах утомлённых и вынужденно забитых при несоблюдении санитарногигиенических условий животных. Имеются две точки зрения на происхождение загара. Первая объясняет загар внутренним автолитическим распадом мяса. Вторая — деятельностью анаэробных бактерий. В начальной стадии загара мясо проветривают, а большие туши разрубают для обеспечения доступа кислорода воздуха во внутренние слои, после чего качество мяса восстанавливается. Такое мясо направляют на промышленную переработку.
Появление землистого запаха связано с деятельностью лучистых грибков. Этот порок возникает при хранении мяса на холодильниках.
Гниение — результат деятельности гнилостных бактерий. Мясо утомлённых и слабых животных подвергается гниению быстрее, так как в нём мало гликогена, из которого при созревании мяса образуется молочная кислота, подавляющая жизнедеятельность гнилостных микробов. Гниение начинается на поверхности туши под воздействием аэробных бактерий и далее распространяется внутри за счёт анаэробных бактерий. При гниении ткань мяса размягчается, приобретает серый, серозелено-ватый оттенок и неприятный запах. В результате мясо разлагается на составные части: аммиак, азот, сероводород, углекислоту, воду. Жизнедеятельность гнилостных микробов происходит за счёт энергии, выделяемой при распаде белков. Даже в начальной стадии гниения мясо может служить причиной отравления человека.
Рыба охлажденная
Дефектами охлаждённой рыбы являются: кислый, затхлый и гнилостный запахи поверхностной слизи, бурые и бледные жабры, запах начавшегося разложения в жабрах и в брюшной полости, потускневшие и глубоко запавшие в орбиты глаза, дряблая консистенция мяса, которое легко отделяется от костей. Сильно ослабевшее брюшко у неразделанной рыбы также является признаком начавшейся порчи.
Абрикосы
К основным порокам абрикоса относятся:
– плодовая гниль — появление коричневых и бурых налётов ещё при уборке урожая. При хранении, особенно с большой влажностью, гниль интенсивно развивается, происходит потемнение пятен;
– поражение ботрисом. Гриб вызывает общее гниение плода. Консистенция плодов при этом изменяется, мякоть становится размягчённой, гниению сопутствуют коричневые или коричневатые пятна и серые налёты;
– поражение пенициллиумом. Плесень проникает в основном в повреждённые плоды, вызывает мокрую гниль. Белая плесень со временем преобразуется в голубую и зеленоватую;
– поражение трихосепторией и горькой плодовой гнилью, происходящее в период созревания плодов. Процесс порчи начинается вокруг устьица и медленно разрастается. В одном случае окраска повреждённого участка плодов становится каштановой, в другом — темнеет, кожица трескается и сморщивается;
– поражение различными видами грибков (альтернария, фузариум, монилия, ризопус, фитофтора, фациделла), которое протекает в своей основе одинаково с различными проявлениями и скоростью.
1.3 Режимные параметры обслуживания перевозок и способыразмещения заданных грузов в разных типах вагонов
Температурный режим перевозки грузов в рефрижераторных вагонах
Температурный режим перевозки любых замороженных скоропортящихся грузов в рефрижераторных вагонах регламентирован Правилами только в зависимости от фактической температуры груза в момент погрузки. Замороженная говядина в четвертинах предъявлена к погрузке при температуре минус 15 °С. Значит, должен быть назначен температурный режим их перевозки: верхняя граница – минус 15 °С, нижняя граница – минус 18 °С [прил. 5 (поз. 2)].
Температурный режим перевозки охлаждённых грузов назначается в зависимости от наименования груза. Поэтому температурный режим перевозки охлажденной рыбы, имеющей температуру при погрузке 1 °С, определён по [прил. 5 (поз. 5)] и имеет границы: верхняя граница – 0 °С, нижняя граница – минус 3 °С.
Температурный режим перевозки плодоовощей назначается только в зависимости от наименования груза и определяется по [прил. 5 (поз. 8)]. Значения верхней и нижней границ температурного режима перевозки абрикоса (см. табл. 2) установлены по [прил. 5 (поз. 8)], верхняя граница – +5°С, нижняя граница – +2 °С.
Виды и режимы циркуляции воздуха в вагонах при перевозке заданных грузов, способ и высота формирования штабеля грузов в вагонах
В грузовых помещениях рефрижераторных вагонов циркуляция воздуха является принудительной, так как обеспечивается работой вентиляторов-цикуляторов холодильно-отопительного оборудования [3, п. 8.3]. В остальных типах вагонов циркуляция воздуха будет естественной, поскольку она осуществляется путём самопроизвольного движения воздуха при конвективном теплообмене. Такой теплообмен присутствует, так как есть разница в температурах наружного воздуха, воздуха внутри грузового помещения и груза.
Говядина в четвертинах и охлажденная рыба как грузы, термически подготовленные к перевозке, по принципу непрерывности холодильной цепи должны в пути следования сохранять свою первоначальную температуру. Этим грузам не свойственно собственное биохимическое тепловыделение, они не требуют вентилирования. Поэтому для таких грузов следует применять режим циркуляции воздуха «только вокруг штабеля» [3, п. 8.3] (см. табл. 2) за счёт плотной укладки мест в вагонах [3, п. 9.1 (для говядины в четвертинах) и п. 9.2 (для охлажденной рыбы)]. Высота погрузки говядина в четвертинах ограничивается грузоподъёмностью вагона. Рыба охлажденная – пакетируемый груз, высота погрузки определена в разделе 2 курсового проекта.
Абрикосы (как и все другие плодоовощи) выделяют биохимическую теплоту. Поэтому при перевозках в рефрижераторных и крытых вагонах (независимо от того, требуется или не требуется охлаждение или вентилирование гранатов) необходимо применять второй режим циркуляции воздуха в вагонах «вокруг и внутри штабеля груза». Для этого штабель ящиков с абрикосами формируют воздухопроницаемым способом. В рефрижераторных вагонах следует применить плотно-вертикальный способ формирования штабеля, а в крытых вагонах – плотно-вертикальный или шахматный [3, п. 9.1]. В летний период года абрикосы предпочтительно укладывать в крытом вагоне плотно-вертикальным способом, так как они мало выделяют биохимической теплоты. При этом лучше используется полезная загрузка вагона. Высота погрузки абрикосов определена по [3, прил. П] при использовании рефрижераторных вагонов 200 см, при использовании крытых вагонов – 180 см.
Источники погашения избыточных теплопоступлений и режимыобслуживания груза в пути
По заданию (см. прил. А) температура окружающей среды в пути следования выше температуры замороженного и охлаждённого грузов. Поэтому в грузовые помещения вагонов, загруженных говядиной в четвертинах и охлажденной рыбой, поступают нежелательные теплопритоки. Такие теплопоступления возникнут и при перевозке абрикосов , как только они начнут охлаждаться. В рефрижераторных вагонах для погашения избыточной теплоты назначены температурный режим и режим циркуляции воздуха совместно с работой холодильных машин. Работа холодильных машин является источником погашения теплопритоков [3, прил. Н]. В этом случае назначается технологический режим обслуживания груза в пути «с охлаждением».
При использовании вагонов-термосов для перевозки говядины в четвертинах на погашение избыточных теплопритоков затрачивается холод, аккумулированный говядиной, так как в этих вагонах нет холодильно-отопительных агрегатов.
При использовании крытых вагонов применять словосочетание «источник погашения теплопритоков» не имеет смысла, так как там отсутствуют и активные средства поддержания температуры воздуха (холодильно-отопительные агрегаты), и пассивные средства (теплоизоляция).
Вентилирование воздуха в грузовых помещениях вагонов
Правила регламентируют вентилирование только плодоовощей при использовании рефрижераторных вагонов в технологическом режиме обслуживания «с отоплением» [3, прил. М], а также плодоовощей и некоторых других грузов при использовании крытых вагонов [3, п. 10.3]. Поскольку абрикосы перевозят в рефрижераторных вагонах «с охлаждением» (установлено теплотехническим расчётом), их там не вентилируют. Непрерывное вентилирование их требуется только при использовании крытых вагонов. Другие грузы вентилирования не требуют (см. табл. 2).
Теплообменные режимы в грузовых помещениях вагонов
Говядина в четвертинах и охлажденная рыба являются грузами, термически подготовленными до погрузки, не выделяют биохимической теплоты, не требуют вентилирования и нуждаются лишь в защите от воздействия избыточной теплоты, поступающей от окружающей среды.
При использовании рефрижераторных вагонов для этой цели назначен температурный режим, регулируемый работой холодильных машин, и режим циркуляции воздуха «только вокруг штабеля» за счёт плотной погрузки мест. В этом случае между грузом и ограждениями кузова вагона создаётся барьер из холодного воздуха, который компенсирует избыточную теплоту от окружающей среды. Это соответствует теплообменному режиму между воздухом и грузом, который называется «теплокомпенсация» [3, п. 8.6].
Абрикосы – термически не подготовленный продукт. По действующим Правилам перевозчик при использовании рефрижераторных вагонов обязан понизить температуру груза до режимного значения. Для этого холодный воздух должен циркулировать как вокруг штабеля гранатов для компенсации избыточной теплоты от окружающей среды, так и внутри штабеля для понижения температурного поля фруктов и отвода от них биохимической теплоты. Поэтому штабель абрикосов сформирован в вагоне воздухопроницаемым способом. В этом случае теплообмен между грузом и воздухом выполняет функцию «охлаждение груза». После охлаждения абрикосов термическое воздействие на груз завершается, и этот теплообмен выполняет до конца перевозки только функцию «теплокомпенсация» [3, п. 8.6].
В вагонах-термосах при перевозке термически подготовленных грузов (в данном случае только говядины) протекает теплообменный режим, называемый «термос второго рода» [3, п. 8.6]. Здесь груз уложен плотным штабелем для создания максимального сопротивления отеплению от окружающей среды. Воздух циркулирует только вокруг штабеля, погашая теплоту от окружающей среды холодом, аккумулированным говядиной. Штабель груза при этом незначительно отепляется.
В крытых вагонах при перевозке неохлаждённых плодоовощей всегда будет иметь место конвективный теплообмен, поскольку за счёт выделения биохимической теплоты температура груза стремится быть выше температуры воздуха в вагоне. Кроме того, присутствует температурный напор через стенки крытого вагона. Здесь теплообменный режим также классифицируется как «термос второго рода». При непрерывном вентилировании вагона через полуоткрытые люки он приобретает более организованный характер.
Назначенные режимные параметры обслуживания заданных грузов приведены в таблице 2.
1.4 Сроки доставки и возможность перевозки заданных грузов в изотермических и крытых вагонах
Уставный срок доставки грузов
Этот срок регламентирован Правилами [3, п. 7.6] для установления ответственности перевозчика за своевременную доставку грузов. Величину уставного срока доставки грузов определяют при таксировке перевозочных документов на станции отправления исходя из расстояния, по которому рассчитывается провозная плата, а также минимальных норм суточного пробега вагонов и контейнеров. Неполные сутки при исчислении сроков доставки грузов считаются как полные.
Норма суточного пробега зависит от вида отправки, вида скорости и расстояния перевозки. Вид скорости перевозки скоропортящихся грузов (большая, грузовая) указывает в накладной грузоотправитель. При этом скоропортящиеся грузы в изотермических вагонах перевозят только большой скоростью. В курсовом проекте для всех грузов принято:
– вид отправки – повагонная, так как все документы на перевозку скоропортящихся грузов оформляются на каждый вагон;
– вид скорости: большая – при использовании рефрижераторных вагонов и вагонов-термосов, грузовая – при использовании крытых вагонов.
С учётом изложенного для расчёта уставного срока доставки используют формулу:
,
где L – заданное расстояние перевозки грузов, L = 1200 км;
Vм – минимальная скорость перевозки грузов в изотермических вагонах, Vм = = 400 км/сут [3, табл. 7.1]), а в крытых вагонах – 310 км/сут;
F{} –логическая операция округления результата вычислений до целого значения в большую сторону;
н.к – нормативная продолжительность начально-конечных операций в пунктах погрузки и выгрузки, н.к = 2 сут [3, п. 7.6]).
Тогда при использовании рефрижераторных вагонов и вагонов-термосов у1 = F1200 : 400 + 2 = 5 (сут), а при использовании крытых вагонов у2 = F1200 : 310 + 2 = 6 (сут).
Предельные сроки перевозки заданных грузов
Предельный срок перевозки (п) устанавливает ответственность перевозчика за сохранность груза по качеству. В течение указанного срока перевозка груза потребителю должна осуществляться без понижения качества. Величина п каждого скоропортящегося груза регламентирована Правилами при использовании рефрижераторных и крытых вагонов, а также Временными условиями при использовании вагонов-термосов. При этом учитываются вид термической подготовки, режим обслуживания груза в пути и период перевозки [3, прил. Л].
Поскольку замороженная говядина в четвертинах перевозится только в рефрижераторных вагонах с охлаждением, по [3, табл. Л.1, поз. 1.1] находим (для мяса замороженного): п = 30 сут.
Охлажденную рыбу перевозят в рефрижераторных вагонах с охлаждением (см. табл. 2). Тогда по [3, табл. Л.2 (поз. 2)] находим: п = 4 сут.
Абрикосы перевозят в летний период года в рефрижераторных вагонах с охлаждением. По [3, табл. Л.3 (поз. 6)] находим: при использовании рефрижераторных вагонов п = 12 сут (июль-август).
Таблица 2 – Условия перевозки заданных скоропортящихся грузов
Наименование показателя Перевозимый груз
замороженный охлаждённый плодоовощи1. Наименование груза (по заданию) Говядина в четвертинах Охлажденная рыба Абрикосы
2. Период перевозки (по заданию) Летний
3. Средняя температура наружного воздуха (по заданию), °С 23
4. Температура груза при погрузке (по заданию), °С –15 1 16
5. Назначаемый температурный режим перевозки груза в рефрижераторных вагонах, °С:
верхняя граница
нижняя граница –15
–18 0
–3 5
2
6. Вид циркуляции воздуха в грузовом помещении:
рефрижераторных вагонов
УВ-термосов, ИВ-термосов
крытых вагонов Принудительная
Естественная
– Принудительная

– Принудительная

Естественная
7. Режим циркуляции воздуха в грузовом помещении:
рефрижераторных вагонов
УВ-термосов, ИВ-термосов
крытых вагонов ТВШ
То же
– ТВШ

– ВВШ

ВВШ
8. Способ укладки груза:
в рефрижераторных вагонах
в УВ-термосах, ИВ-термосахв крытых вагонах Плотный
То же
– Плотный

– Плотно-вертик.

Плотно-вертик.
9. Высота укладки груза, см:
в рефрижераторных вагонах
в УВ-термосах, ИВ-термосахв крытых вагонах До полной ГПВ
То же
– До полной ГПВ

– 200

180
Продолжение табл. 2
Наименование показателя Перевозимый груз
замороженный охлаждённый плодоовощи 10. Режим (способ) обслуживания груза:
в рефрижераторных вагонах
в УВ-термосах и ИВ-термосахв крытых вагонах С охлаждением
БОО
– С охлаждением

– С охлаждением

БОО
 11. Необходимость вентилирования груза:
в рефрижераторном вагоне
в крытом вагоне Нет
– Нет
– Нет
Да
 12. Источник погашения теплопритоков при использовании:
рефрижераторных вагонов
УВ-термосов и ИВ-термосов
крытых вагонов ХМ
Груз
– ХМ

– ХМ

Нет
 13. Режим теплообмена в грузовом помещении:
рефрижераторных вагонов
рефрижераторных вагонов после охлаждения плодоовощей (заполняется только для плодоовощей)
УВ-термосов и ИВ-термосов
крытых вагонов ТеплокомпенсацияТермос-2
– Теплокомпенсация–
– Охлаждение
Теплокомпенсация–

 14. Расстояние перевозки грузов (по заданию), км 1200
 15. Норма суточного пробега, км/сут:
рефрижераторных вагонов, ИВ-, УВ-термосовкрытых вагонов 400
310
 16. Уставный срок доставки грузов, сут:
в рефрижераторных вагонах, ИВ-, УВ-термосахв крытых вагонах 5
6
Окончание табл. 2
Наименование показателя Перевозимый груз
замороженный охлаждённый плодоовощи 17. Предельный срок перевозки груза, сут:
в рефрижераторных вагонах
в УВ-термосахв ИВ-термосахв крытых вагонах 30
5
3
– 4



12



 18. Вывод. Груз может быть предъявлен к перевозке («Да») или нет («Нет»):
на нормативной основе при использовании:
рефрижераторных вагонов
крытых вагонов
согласно Временным условиям при использовании:
УВ-термосовИВ-термосов Да
Нет
Да
Да Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Нет
Нет
Нет
Возможность перевозки заданных грузов в изотермическихи крытых вагонах на заданное расстояние
Возможность перевозки каждого заданного груза по железной дороге в имеющихся типах изотермических и крытых вагонов на заданное расстояние устанавливается по условию:
.
Вывод оформлен в таблице 2.
1.5 Специфические сопроводительные документы, оформляемые на перевозку заданных грузов
На каждую отправку грузоотправитель заполняет перевозочный документ – транспортную железнодорожную накладную, которая состоит из четырёх листов:
– лист 1 – оригинал Накладной (выдаётся перевозчиком грузополучателю);
– лист 2 – дорожная ведомость, которая составляется в необходимом
количестве экземпляров, предусмотренных Правилами для перевозчика и участников перевозочного процесса. В том числе должно быть не менее двух дополнительных экземпляров для каждой инфраструктуры, участвующей в перевозке грузов: один экземпляр – для входной железнодорожной станции, имеющейся в данной инфраструктуре, второй – для выходной станции из инфраструктуры;
– лист 3 – корешок дорожной ведомости (остаётся у перевозчика);
– лист 4 – квитанция о приёме груза (остаётся у грузоотправителя).
На перевозку всех заданных грузов к общему комплекту перевозочных документов грузоотправитель обязан представить перевозчику на каждую вагонную отправку документ о качестве скоропортящегося груза (удостоверение или сертификат) за своей подписью и печатью, датированный днём погрузки в вагон. В документе о качестве груза должны быть указаны точное наименование, качественное состояние, срок транспортабельности груза в сутках и температура груза перед погрузкой, а также указаны [3, п. 7.3]:
– для замороженной говядины в четвертинах и охлаждённой рыбы – температура продукта при погрузке в вагон;
– для абрикосов свежих – помологический сорт, дата сбора;
– при использовании рефрижераторных вагонов – пределы допускаемых изменений температуры в соответствии с нормативными документами.
Грузоотправитель к Накладной дополнительно прикладывает:
– при перевозке абрикоса – документ о содержании токсикантов в продукции растениеводства и соблюдении регламентов применения пестицидов;
– при перевозке говядины в четвертинах и рыбы – ветеринарное свидетельство или ветеринарный сертификат в соответствии с правилами перевозок железнодорожным транспортом грузов, подконтрольных Госветнадзору;
– при перевозке абрикоса из зон, объявленных под карантином, а также при экспортно-импортных перевозках таких грузов – фитосанитарный (карантинный) сертификат в соответствии с правилами перевозок железнодорожным транспортом подкарантинных грузов.
На оборотной стороне Накладной в графе «Особые заявления и отметки грузоотправителя» грузоотправитель указывает наименование, номер и дату выдачи прилагаемых документов.
В верхней части Накладной («Место для особых отметок и штемпелей») грузоотправитель проставляет штемпель «СКОРОПОРТЯЩИЙСЯ» и дату истечения срока доставки.
При перевозке грузов в рефрижераторной секции грузоотправитель должен представить Накладную и другие сопроводительные документы на каждый грузовой вагон, а в графе «Номер вагона» указать дробью: в числителе – номер рефрижераторной секции, в знаменателе – номер вагона.
При неправильном указании в Накладной наименования груза, его свойств, необходимых при перевозке мер предосторожности, особых отметок, а также за отправление запрещённого к перевозке скоропортящегося груза с грузоотправителя взыскивается штраф в размере, установленном перевозчиком.
2 Теплотехнический расчёт рефрижераторного вагонадля гружёного рейса со свежими гранатами
2.1 Цель и метод расчёта, состав теплопоступлений
В данном курсовом проекте цель теплотехнического расчёта эксплуатационная, поскольку по результатам этого расчёта уточняется способ обслуживания груза в пути и определяется расход дизельного топлива на маршруте. Задача решается аналитическим методом [4, разд. 1] для условий перевозки с однородными климатическими условиями (такие условия заданы).
Состав теплопоступлений в рефрижераторный вагон при перевозке неохлаждённых гранатов [4, разд. 2] следующий:
– вследствие теплопередачи через ограждения кузова вагона (Qт);
– за счёт инфильтрации наружного воздуха (Qи);
– за счёт биохимической теплоты плодоовощей при дыхании (Qб);
– эквивалентные воздействию солнечной радиации (Qс);
– эквивалентные работе вентиляторов-циркуляторов (Qц);
– от свежего воздуха при вентилировании (Qв);
– эквивалентные оттаиванию снеговой шубы (Qш);
– от охлаждаемого груза, тары и средств пакетирования (Qг);
– от охлаждаемого (отепляемого) кузова и оборудования вагона (Qк).
Из этих теплопоступлений складывается суммарная мощность теплового потока (Q), которая должна быть компенсирована холодильным (Q  0) или отопительным (Q 0) оборудованием.
2.2 Расчётная температура наружного воздуха на маршруте
Расчётную температуру наружного воздуха на маршруте следования абрикоса определяют, °С, по формуле:
,
где tc – среднее значение температуры наружного воздуха на маршруте следования, tc = 23°С;
Х – квантиль надёжности расчёта теплопритоков, Х = 1,64 (при заданном значении Р = 0,95 [4, табл. 3.1],);
 – заданное среднеквадратичное отклонение температуры наружного воздуха от её среднего значения,  = 5.
Произведение «X » принято со знаком «+», так как перевозка осуществляется в летний периода года (июль – август). Следовательно: tр = 23 + 1,64 5 = 31,2 (°С).
2.3 Характеристика и основные и параметры теплообменныхпроцессов в гружёном рейсе
Характеристика теплообменных процессов в гружёном рейсе
В грузовое помещение вагона поступают неохлаждённые абрикосы при температуре tг.н = 16 °С (по заданию). Поскольку тип грузового фронта и время погрузки заданием не определены, следует принять расчётную температуру воздуха на фронте погрузки (tф) и расчётную температуру наружного воздуха (tр) одинаковыми, т. е. tф = tр = 31,2 °С (рисунок 1). По Правилам предварительное охлаждение рефрижераторных вагонов для неохлаждённых грузов не производят. Значит, температура воздуха в вагоне на момент начала погрузки будет такая же: tв.н.п = 31,2 °С [4, разд. 4].
В процессе погрузки температура воздуха в вагоне будет понижаться до значения, близкого к температуре абрикоса (см. рис. 1). Образуется температурный напор, и появляются теплопритоки через ограждения вагона и открытую дверь. В дневное время действует солнечная радиация. Кроме того, груз выделяет биохимическую теплоту. Температура абрикоса будет повышаться, но незначительно. К концу погрузки её значение tг.п.п условно можно принять равной tг.н, т. е. tг.п.п = tг.н = 16 °С [4, разд. 4].
После погрузки и закрытия дверей рефрижераторного вагона запускают дизель-генераторы, устанавливают температурный режим (tв.в = 5 °С, tв.н = 2 °С) и включают холодильное оборудование. При этом сначала начинают работать вентиляторы-циркуляторы, с помощью которых температурные поля свободного воздуха и груза выравниваются, т. е. tв.п.п = tг.п.п = 16 °С. Через 7...10 мин после включения вентиляторов-циркуляторов автоматически включаются холодильные машины.
Из воздухораспределителя в грузовое помещение вагона начинает поступать холодный воздух, нагнетаемый вентиляторами-циркуляторами, и заполнять свободное пространство вокруг и внутри штабеля груза. Нагретый от груза и стен вагона тёплый воздух направляется к испарителям холодильных машин, охлаждается и снова поступает в воздухораспределитель. Так происходит охлаждение воздуха, тары вагона и груза [4, разд. 4].
Первоначальное охлаждение воздуха в вагоне (в) будет длиться до тех пор, пока его температура не достигнет нижней границы температурного режима (tв.н = 2 °С). Холодильные машины отключают. За счёт теплопритоков от груза и окружающей среды воздух в вагоне будет нагреваться. При повышении температуры воздуха до верхней границы температурного режима (tв.в = 5 °С) вновь включают холодильные машины, и процесс повторяется. По мере охлаждения груза интервалы между выключением и включением холодильных машин заметно увеличиваются. При продолжительности пауз в работе холодильных машин более 9 мин вентиляторы-циркуляторы (на время пауз) автоматически отключаются.

НТРП – нестационарный температурный режим перевозки; ХМ – работа холодильных машин;Г – груз (источник теплопоступлений); ОС – окружающая среда (источник теплопоступлений);tф, tр – расчётные температуры наружного воздуха на грузовом фронте и в гружёном рейсе, °С, , – соответственно изменение температуры, груза и воздуха внутри грузового помещения вагона; в – продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении; г – продолжительность охлаждения груза; г.р – продолжительность гружёного рейса
Рисунок 1 – Динамика охлаждения воздуха и абрикосов в вагонев координатах t° (температура), (время)
Охлаждение груза до верхней границы температурного режима (см. рис. 1), осуществляется за время г, соответствующее длительности теплообменного режима «охлаждение груза», затем наступает режим «теплокомпенсация», который сохраняется до конца перевозки.
Теплотехнические характеристики неохлаждённых абрикосов
К таким характеристикам относят условный коэффициент скважности применяемой тары (т), условный коэффициент плотности штабеля груза (ш), удельные тепловыделения плодоовощей в среднем за время охлаждения (qбох) и после охлаждения (qбр), скорость теплоотдачи груза (mг).
Упаковка абрикосов отсутствует, в качестве тары принят (самостоятельно) закрытый ящик из дощатых планок и шпона с просветами между планками до 1 см. Штабель груза в вагоне сформирован плотно-вертикальным способом (см. табл. 2).
В этом случае:
– степень скважности тары т = 0,30 [4, прил. Д];
– степень плотности штабеля груза ш = 0,95 [4, прил. Е];
– удельные тепловыделения абрикосов в среднем за время охлаждения с 16 °С до 3,5 °С qбох = 45,4 Вт/т ( [4, табл. Г.2]);
– удельные тепловыделения абрикосов в среднем после охлаждения qбр = 15 Вт/т ( [2, табл. Г.1]);
Скорость теплоотдачи груза, °С/ч, определяют по формуле:
,
где числа – эмпирические коэффициенты; kш – поправочный эмпирический коэффициент, который учитывает степень плотности штабеля груза, kш = 0,74 (при ш = 0,95 [4, табл. И.3]); kт – то же, учитывает степень скважности тары, kт = 0,96 (при т = 0,3 [4, табл. И.3]); Gбр – количество груза в вагоне по заданию, Gбр = 41 т брутто (груз + тара).
Тогда  mг = (4,3  0,74  0,96) : (1 + 41) = 0,073 (°С/ч).
Теплотехнические характеристики грузового вагона рефрижераторной секции постройки БМЗ
К ним относят расчётный температурный напор (tр), максимальный температурный напор (tм) и коэффициент теплопередачи (kр) через ограждения кузова вагона.
Расчётный температурный напор через ограждения кузова вагона tр, К, определяют вычитанием среднего значения температурного режима (tв = 3,5 °С) из расчётной температуры наружного воздуха (tр = 31,2 °С).
Тогда  tр = 31,2 – (5+2) : 2 = 27,7 (К).
Максимальный расчётный температурный напор tм, при котором прекращается полезная работа холодильных машин, является характеристикой вагона, зависит от года его выпуска [4, прил. А]. Год выпуска установлен (условно) вычитанием заданного срока службы вагона из текущего года выполнения курсового проекта. Тогда год выпуска секции БМЗ 2014 – 4 = 2010. Значит, tм = 70 К.
Расчётный коэффициент теплопередачи kр определяют, Вт/(м2К), по формуле:
,
где kр.п – паспортное значение расчётного коэффициента теплопередачи, kр.п = 0,32 Вт/(м2∙К) [4, прил. А]; о – коэффициент, учитывающий изменение свойств ограждающих конструкций грузового помещения от случайных факторов, о = 2,0 (при Р = 0,95 [4, табл. 6.1]).
Тогда kр = 0,32  2,0 = 0,64 (Вт/(м2∙К)).
Основные параметры теплообменных процессов
Это скорость охлаждения свободного воздуха в грузовом помещении (bв), скорость охлаждения груза (bг), продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении (в), продолжительность охлаждения груза (г).
Скорость охлаждения воздуха в грузовом помещении рефрижераторного вагона, °С/ч, определяют по формуле:
,
где числа – эмпирические коэффициенты; kм – эмпирический коэффициент, который учитывает влияние температурного напора и свойств изоляции вагона на скорость теплообменных процессов в грузовом помещении, kм = 0,5 (при tр = 27,7 К, tм = 70 К, kр = 0,64 Вт/(м2∙К)) с учётом интерполирования данных [4, табл. И.1] применительно к вагону секции БМЗ выпуска после 1985 г.); kб – эмпирический коэффициент, учитывающий степень биохимических тепловыделений плодоовощей при охлаждении, kб = 0,96 (при qбох = 64 Вт/т [4, табл. И.2]); Рв – заданная грузоподъёмность вагона, Рв = = 47 т; Gбр , kш , kт –определены выше.
Тогда bв = (19,3  0,74  0,96) : {[1 + (41 : 47)]5,5  0,74  0,96} = 0,70 (°С/ч).
Скорость охлаждения абрикосов в грузовом помещении рефрижераторного вагона РС-4-БМЗ, °С/ч, определяют по формуле:
,
где mг, kм, kб – величины, определённые ранее; ограничение bг по mг связано с необходимостью регулирования температурного режима в заданных границах.
Тогда bг = 0,073  0,5  0,96 = 0,035 (°С/ч).
Продолжительность охлаждения воздуха (в) и груза (г) в гружёном рейсе, ч, определяют:
в = (tв.п.п – tв.н) : bв = (16 – 2) : 0,70 = 20 (ч);
г = (tг.п.п – tв.в) : bг = (16 – 5) : 0,035 = 314 (ч).
При общей продолжительности рейса г.р = 24у = 24  5 = 120 (ч) груз не успевает охладиться в пути.
2.4 Мощность теплопоступлений в грузовое помещение вагона
Сначала определяют мощность каждого теплопритока в отдельности аналитическим методом [4, разд. 7], а потом их алгебраическую сумму в двух вариантах (таблица 3). Один вариант суммы соответствует набору теплопоступлений при охлаждении груза в пути, другой – в процессе перевозки груза уже в охлаждённом состоянии. Ниже приводится расчёт мощности теплопоступлений в рефрижераторный вагон при перевозке гранатов.
Мощность теплового потока вследствие теплопередачи через ограждения кузова вагона, кВт/ваг.:
,
где Fр – полная расчётная поверхность грузового помещения, Fр = 234 м2 [4, прил. А]; tр – расчётная температура наружного воздуха на направлении перевозки, tр = 31,2 °С (см. п. 2.2); tв – среднее значение температурного режима перевозки груза (см. табл. 2), tв = 2 + 5 = 3,5(°С); Fм – расчётная поверхность машинных отделений, контактирующих с грузовым помещением, Fм = 7,8 м2 [4, прил. А]; tм – температура воздуха в машинном отделении, которая на 4 °С выше расчётной температуры наружного воздуха вследствие теплоотдачи холодильными машинами, tм = 31,2 + 4 =  35,2 (°С); kр – расчётный коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций грузового помещения вагона, kр = 0,64 Вт/(м2∙К), определен в п. 2.3.
Тогда Qт = [234(31,2 – 3,5) + 7,8(35,2 – 3,5)] 0,64  10-3 = 4,3 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от инфильтрации свежего воздуха внутрь грузового помещения вагона, кВт/ваг.:
,
где н – плотность наружного воздуха, н = 1,16 кг/м3 (при tр = 31,2 °С [4, табл. К.1]); и – кратность инфильтрации воздуха в ограждениях вагона и в вентиляционной системе, и = 0,30 ч–1 (при средней скорости движения вагона 18 км/ч и сроке службы вагона 4 года [4, прил. Л]); Vп – полный объём грузового помещения вагона, Vп = 138 м3 [4, прил. А]; iн – удельное теплосодержание наружного воздуха при температуре 31,2 °С и влажности 64 %, iн = 77 кДж/кг [4, табл. К.2]); iв – удельное теплосодержание воздуха внутри вагона в режиме перевозки и влажности 90 %, iв = 14 кДж/кг [4, табл. К.2].
Тогда Qи = 1,16  0,3  138  3600–1  (77 – 14) = 10,8 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от плодоовощей при дыхании, кВт/ваг., определяют дважды (см. рис. 1) – на участке пути, когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений (Qб1):
;
где qбох – удельные тепловыделения плодоовощей при их охлаждении, qбох == 45,4 Вт/т (см. п. 2.3); Gгр – масса перевозимого груза, Gгр = 35 т нетто (по заданию).
Тогда: qб1 = 45,4  35  10–3 = 1,6 (кВт/ваг.)
Мощность теплового потока от воздействия солнечной радиации, кВт/ваг.:
,
где Fб.с – поверхность боковых стен вагона, Fб.с = 61 м2 [4, прил. А]; Fк – то же, крыши, Fк = 67 м2 (см. там же); tэ.р – эквивалентная температура рассеянной радиации, соответствующая разности температур на поверхности вагона при наличии и отсутствии солнечной радиации на условно заданной широте местности 64 град с. ш. в летний период, tэ.р = 1,15 К [4, табл. М.1]; tэ.в – то же, прямой радиации на вертикальные поверхности (см. там же), tэ.в = 4,2 К; tэ.г – то же, прямой радиации на горизонтальные поверхности (см. там же), tэ.г = 10,5 К; c – заданная вероятность солнечных дней в году, c = 0,39, доли ед.; c – продолжительность воздействия солнечной радиации, c = 18,5 ч/сут [4, табл. М.2].
Тогда Qс = [234 1,15 + (61 4,2+ 67  10,5)0,39]0,6418,5  241103 = 1,82 (кВт).
Мощность теплового потока, эквивалентного работе вентиляторов-циркуляторов, кВт/ваг., определяют дважды (см. рис. 1) – на участке пути, когда груз охлаждается от начальной температуры до режимных значений (Qц1):
;
где Nц – суммарная мощность электродвигателей вентиляторов-циркуляторов, Nц = 4,4 кВт/ваг. [4, прил. А];  – коэффициент трансформации механической энергии вентиляторов-циркуляторов внутри воздуховода в тепловую,  = 0,10; в – продолжительность охлаждения воздуха в вагоне, в =20 ч (см. п. 2.3); ц1 –коэффициент рабочего времени вентиляторов-циркуляторов при охлаждении груза; ц1 = 0,82 (при tр – tв = 31,2 – 3,5 = 27,7 (°С) и при tг – tв = 0,5(tг.н + tв) –– tв = 0,5 (16 + 3,5) – 3,5= 6,25 (°С) [4, прил. Н]);
Тогда: Qц1 = 4,4  0,1[20 + 0,82 (314 – 20)] : 314 = 0,37 (кВт/ваг.)
Мощность теплового потока от свежего воздуха, поступающего внутрь грузового помещения вагона при вентилировании, не рассчитывают, так как вентилирование абрикосов в пути не производится (см. табл. 2).
Мощность теплового потока, эквивалентного оттаиванию снеговой шубы на воздухоохладителях холодильных машин, кВт/ваг.:
,
где qш – удельные теплопоступления, эквивалентные теплоте горячих паров хладагента, подаваемых в воздухоохладитель для снятия снеговой шубы, а также теплоте, погашаемой при восстановлении температурного режима перевозки, qш = 120 мДж (норматив); г.р – общая продолжительность перевозки, об = 120 ч (см. п. 2.3); nш – количество раз снятия снеговой шубы за перевозку, определяемое по формуле:
,
где {} – логическая операция округления результата деления до целого числа в меньшую сторону; nот – периодичность снятия снеговой шубы в зависимости от температуры и кратности инфильтрации наружного воздуха, температуры воздуха и груза внутри вагона, nот = 3 сут (при и = = 0,3 и tр = 27,7 °С [4, прил. П]).
Тогда nш = {120 : 24 : 3} = {1,6} = 1, а Qш = 120  1 : 3,6 : 120 = = 0,27 (кВт/ваг.). Этот тепловой поток будет учитываться один раз и только на первом участке, где охлаждается груз.
Мощность теплового потока от груза и тары при охлаждении, кВт/ваг.:
,
где Сг – теплоёмкость груза (абрикосов), Сг = 3,35 кДж/(кг∙°С) [4, прил. В], кДж/(кг∙°С); Cт – теплоёмкость тары (ящика деревянного), Cт = 2,5 кДж/(кг∙°С) [4, прил. В]; Gг – масса груза (по заданию), Gг = 35 000 кг; Gт – масса тары (по заданию), Gт = 6000 кг; tг.п.п – температура груза в вагоне после погрузки, tг.п.п = tг.н = 16 °С; tв.в = 5 °С; г – продолжительность охлаждения груза, г = 314 ч (см. п. 2.3).
Тогда Qг = (3,35  35 000 + 2,5  6000)(16 – 5) : 3600 : 314 = 1,29 (кВт/ваг.).
Мощность теплового потока от кузова и оборудования вагона при охлаждении в пути следования, кВт/ваг.:
,
где 3,7 – коэффициент, заменяющий сложные вычисления;  – коэффициент, учитывающий неоднородность температурного поля кузова вагона,  = 0,5;  – коэффициент соответствия скоростей охлаждения кузова вагона и груза,  = 1,3.
Тогда Qк = 3,7  0,5  1,3  27,7 : 314 = 0,21 (кВт/ваг.).
Таблица 3 – Калькуляция мощности теплового потокадля гружёного рейса при перевозке абрикосов
Наименование показателя При охлажденииплодоовощейПлодоовощиохлаждены
Общие теплопоступления, кВт/ваг., 20,66 16,92
в том числе: теплопередача через ограждения кузова вагона 4,3 4,3
инфильтрация наружного воздуха 10,8 10,8
теплота дыхания абрикосов 1,6 –
солнечная радиация 1,82 1,82
работа вентиляторов-циркуляторов0,37 –
вентилирование грузового помещения – –
снятие снеговой шубы с испарителей холодильных машин 0,27 –
охлаждение груза и тары 1,29 –
охлаждение кузова вагона 0,21 –
2.5 Показатели работы дизель-генераторногои холодильно-отопительного оборудования
Здесь рассчитывают [4, разд. 8]:
– коэффициент рабочего времени холодильных машин (х) с выводом о том, справляется это оборудование с отводом теплопритоков или нет;
– расход дизельного топлива с выводом о необходимости или отсутствии дополнительной экипировки РПС в пути.
Суммарная мощность теплового потока до охлаждения гранатов (Qоб1) и после их охлаждения (Qоб2) – положительная (см. табл. 3). Значит определяется коэффициент рабочего времени работы холодильного оборудования при охлаждении груза (х1):
,
где tр – расчётный тепловой напор через ограждения кузова вагона, tр = 12,9 К (см. п. 2.3); tм – максимальный температурный напор через ограждения кузова вагона, при котором прекращается полезная работа холодильных машин, tм = 70 К (см. п. 2.3); Qх – паспортная мощность холодильных машин, Qх = 28 кВт [4, прил. А].
Тогда х1 = 20,66 : [(1 – 27,7 : 70)28] = 1,22;
Фактический расход дизельного топлива на маршруте определяют:

где 1,1 – коэффициент, учитывающий разогрев дизеля перед запуском; g – удельный расход дизельного топлива, g = 22 кг/ч [4, прил. А]; в – продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении вагона, в = 20 ч (см. п. 2.3); г – продолжительность охлаждения груза, г = 314 ч (см. п. 2.3); nд1 – количество работающих дизелей при охлаждении груза, nд1 = 2 так как х1 > 0,5; г.р – общая продолжительность рейса, г.р = 120 ч (см. п. 2.3).
Тогда Gф = 1,1  22[20  2 + 1,22 (120 – 20)] = 4511 (кг).
Запас дизельного топлива в баках служебного вагона секции Gзап составляет 7400 – 4511 = 2889 (кг) [4, прил. А1], что больше фактического расхода. Значит, дополнительная экипировка рефрижераторной секции в пути не требуется.
Библиографический список
1. Ефимов В. В. Требования к оформлению курсовых и дипломных проектов [Текст] : учебно-метод. пособие / В. В. Ефимов. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 46 с.
2. Ефимов В. В. Хладотранспорт и доставка скоропортящихся грузов: учебник [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов [и др.]. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 380 с.
3. Ефимов В. В. Условия подготовки и перевозки скоропортящихся грузов во внутреннем железнодорожном сообщении : учеб. пособие [Электронный ресурс] / В. В. Ефимов [и др.]. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 217 с.
4. Теплотехнический расчёт изотермических транспортных модулей : метод. указания [Электронный ресурс] / Сост. В. В. Ефимов. – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 73 с.
5. Организация перевозки скоропортящихся грузов на направлении : метод. указания [Электронный ресурс] / Сост. В. В. Ефимов, Н. А. Слободчиков. – СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. – 50 с.

Приложенные файлы

  • docx 708398
    Размер файла: 165 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий