МУ по хладотранспорту готово 1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине Хладотранспорт для студентов специальности

• Название: Методические указания к курсовой работе по дисциплине Хладотранспорт для студентов специальности
• Дата: 25.10.2022
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: МУ по хладотранспорту готово 1.doc
• Тип: Методические указания; #753426
• страница: 2 из 10

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ НЕПРЕРЫВНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ ЦЕПИ
Непрерывная холодильная цепь (НХЦ) – металогистическая подсистема доставки грузов, во всех логистических цепях которой для скоропортящихся грузов поддерживаются специфические условия, основным из которых является температурный режим.

Основными технологическими процессами НХЦ являются:

– подготовка грузов к доставке;

– хранение на складах

– перевозка различными видами транспортных модулей,

– перегрузочно–складские операции,

– подготовка грузов к реализации,

– обслуживание инфраструктур.

Особенности НХЦ

– необходимость обеспечения условий транспортировки этих грузов, близких к условиям хранения в стационарных холодильниках;

– необходимость обслуживания груза в пути;

– значительно большие, чем у других грузов, неравномерность, сезонность и дальность перевозок;

– односторонность перевозок и соответственно высокий коэффициент порожнего пробега изотермических транспортных модулей;

– высокая стоимость скоропортящихся грузов, изотермических транспортных и складских модулей и устройств обслуживания;

– высокие расходы на содержание и ремонт транспортных и складских модулей;

– возникновение естественной убыли скоропортящихся грузов в процессе доставки;

– ограниченные предельные сроки перевозки и хранения.

Условия функционирования НХЦ:

1. На протяжении всей НЦХ должны быть обеспечены требуемые режимные параметры условий хранения и перевозок каждого скоропортящегося груза:

– температурный и влажностный режимы,

– режимы циркуляции и вентилирования.

В зависимости от этих параметров, а также с учётом вида холодильной подготовки продукта (охлаждение, замораживание и др.) и температуры наружного воздуха используют соответствующие транспортные и складские модули.

2. Применяемые транспортные и складские модули должны соответствовать характеру грузопотока и быть экономически оправданными;

3. Должен быть обеспечен предельный срок нахождения скоропортящихся грузов в НХЦ;

Каждый груз, имеет свой предельный срок хранения в строго регламентированных условиях, в течение которого он не теряет своих потребительских свойств и может быть реализован в хорошем состоянии.

Свыше предельного срока груз не может находиться в НХЦ.

4. Применяемые технологические процессы должны быть конкурентоспособными и обеспечивать доставку скоропортящихся грузов в кратчайшие сроки без потерь и понижения качества.

Логистические аспекты в функционировании НХЦ:

– технологический – решение задач по обоснованию и соблюдению условий хранения и перевозки скоропортящихся грузов, организации технической и коммерческой эксплуатации технических средств НХЦ;

– экономический – вопросы эффективности инвестиций (оптимального размещения, выбора подходящих пропускных и перерабатывающих способностей отдельных элементов НХЦ с целью создания системы беспрепятственного пропуска скоропортящихся грузов);

– контрольно–измерительный – разработка вопросов унификации контрольно–измерительных приборов, а также параметров, подлежащих измерению в разных логистических цепях НХЦ, стандартов на проведение экспертизы качества скоропортящихся грузов, ветеринарно–санитарного и карантинного надзоров;

– тарно–упаковочный – все стороны разработки и применения рациональной тары на основе стандартных и, по возможности, укрупнённых погрузочных модулей;

– юридический – улучшение взаимоотношений и уточнение взаимных обязанностей участников процесса доставки скоропортящихся грузов и изучение вопросов унификации всех юридических документов;

– экологический – рассмотрение вопросов создания и эксплуатации очистных сооружений в местах санитарной обработки подвижного состава, а также применения новых видов экологически безвредных холодильных агентов на хладотранспорте.

Схемы функционирования НХЦ.

Прохождение скоропортящихся грузов в НХЦ можно изобразить схематично последовательностью выполнения транспортно–складских операций от склада поставщика до склада потребителя, состоящей из набора элементарных логистических цепей типа «склад–транспорт–склад».

Например, доставку мяса от мест производства до мест потребления с использованием железнодорожного и автомобильного видов хладотранспорта можно структурно представить двумя логистическими цепями:

ПХ – ЖХТ – РХ;

РХ – АХТ – РеХ.

Полная транспортно–складская схема доставки мяса в данном варианте будет выглядеть:

ПХ – ЖХТ – РХ – АХТ – РеХ.

Технические средства НХЦ.

Для того чтобы скоропортящиеся грузы не теряли своих потребительских качеств, в процессе доставки необходимо для каждого из них создавать и поддерживать в грузовых помещениях складских и транспортных модулей специфические условия (главным образом температурный режим), применять определённый способ формирования штабеля груза. Для обеспечения перечисленных условий в логистических цепях системы доставки скоропортящихся грузов должны быть организованы соответствующие инфраструктура и технологические процессы. Такая система получила название непрерывная холодильная цепь (НХЦ).

Транспортно–складская инфраструктура НХЦ включает в себя три группы технических средств:

– изотермические транспортные модули (железнодорожные, автомобильные, морские, речные воздушные);

– складские модули с холодильными складами различного назначения. К ним относят холодильники производственные (ПХ), заготовительные (ЗХ), перегрузочные (ПеХ), распределительные (РХ), реализационные (РеХ), а также станции предварительного охлаждения плодоовощей (СПО). Домашние холодильники, в некоторой степени влияют на функционирование НХЦ, но в её состав не входят;

– устройства обслуживания транспортных модулей: рефрижераторные депо (РД), пункты технического обслуживания (ПТО), и экипировки (ПЭ), пункты санитарной обработки вагонов и контейнеров (ПСО). Без этих устройств невозможно нормальное функционирование изотермических транспортных модулей.

Существуют несколько видов хладотранспорта: железнодорожный (ЖХТ), автомобильный (АХТ), морской (МХТ), речной (РХТ) и воздушный (ВХТ).

Для каждого вида СПГ существует типичная схема НХЦ.


Рисунок 1. Принципиальная схема НХЦ

ПХ, ЗХ, Р_а Х, П_е Х – холодильники соответственно производственный, заготовительный, распределительный, реализационный, перевалочный.
Для мяса, масла, консервов наиболее типична схема ПХ – ЖХТ – АХТ – РеХ



МХТ ЖХТ АХТ

Рисунок 2. НХЦ для рыбы и рыбопродуктов
Требования к НХЦ:

– во всех звеньях НХЦ должен соблюдаться и поддерживаться непрерывный, одинаковый, постоянный и оптимальный для каждого вида продукта температурный режим.

– суммарный срок нахождения продукта во всех звеньях НХЦ не должен превышать предельного срока хранения с учетом понижения стоимости продукта в случае отклонения режима от оптимального.

При перевозках скоропортящихся грузов в системе НХЦ необходимо предусматривать:

– технологическую непрерывность и стабильность условий перевозок и хранение грузов, которое регламентируют процесс доставки исходя из особенностей, свойственных данному грузу в течение всего времени его нахождения в НХЦ;

– эксплутационную непрерывность продвижения грузопотока;

– объединение районов производства и потребление скоропортящихся грузов с целью создания устойчивых грузопотоков;

– обеспечение всего грузопотока стационарными и транспортными холодильными емкостями;

– соблюдение сроков доставки скоропортящихся грузов к пунктам назначения;

– оптимизация затрат на доставку скоропортящихся грузов.

Разработать НХЦ для заданных грузов и привести схематично.
Расчетную перерабатывающую способность определяют по формуле 3.1:
, т (3.1)
где – годовой грузооборот, т; – количество рабочих дней в месяц, дней,
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СМЕЖНЫМИ СТАНЦИЯМИ ЭКИПИРОВКИ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА И ПУНКТАМИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСМОТРА АВТОНОМНЫХ РЕФРИЖЕРАТОРНЫХ ВАГОНОВ
Экипировочные пункты РПС подразделяются на основные и вспомогательные. Основные пункты размещаются на территории рефрижераторного депо или на крупных станциях с массовой погрузкой или выгрузкой СПГ. Они предназначены для снабжения рефрижераторного подвижного состава (РПС) дизтопливом, смазкой, хладагентом, питьевой или дистиллированной водой, твердым топливом, обтирочными материалами и др., а так же производства профилактического, осмотра и текущего ремонта вагонов во время стоянки поезда под экипировкой.

Вспомогательные пункты экипировки предназначены для снабжения РПС дизтопливом, смазочными материалами и водой. Расстояние между ними зависит от емкости топливных баков, суточного расхода топлива, скорости продвижения рефрижераторных секций, поездов, АРВ, и определяется по формуле 4.1:
, км (4.1)
где Q_п– полный запас дизтоплива, кг (приложение 2); Q_p – 2–х суточный резерв запас топлива, кг; Q_сут – суточный расход топлива всеми дизелями, кг/сут (приложение 2); V_m– скорость следования РПС, км/сут.
Расстояние между смежными пунктами технического осмотра (ПТО) АРВ находится по формуле 4.2:
, км (4.2)
где t_p– продолжительность рабочего обслуживания вагонов, час (24–30 часов); v_m – скорость следования АРВ, км/ч.
В зависимости от объема выполненных работ и вида технического обслуживания ПТО АРВ подразделяются на: основные и транзитные. Основные осуществляют подготовку вагонов и их оборудование под погрузку, транзитные обслуживают оборудование вагонов и осуществляют контроль за температурным режимом в грузовом помещении АРВ при следовании их в груженом состоянии.

После расчетов необходимо разместить пункты экипировки РПС и ПТО АРВ на схеме кратчайшего маршрута перевозки СПГ.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ ЗАДАННЫХ ГРУЗОВ
Необходимо определить тепло, поступающего в грузовое помещение вагона при перевозке грузов с охлаждением летом, коэффициента рабочего времени холодильной установки, продолжительности работы холодильной установки в течение суток, за груженный рейс в целом (расчет ведется только для одного груза, составляющего больший процент в общем грузопотоке).

Определение теплопритоков в вагон Q_тп сопоставляется с холодопроизводительностью оборудования Q_px в реальных условиях эксплуатации изотермических вагонов.
Расчет теплопритоков производится для соответствующих режимов перевозки.

1 режим:  , Вт (5.1)
2 режим:  0, , Вт (5.2)
В общем виде суммарный теплоприток в грузовом помещении вагона Q_тпопределяется по формуле 5.3:
, Вт (5.3)
где i– вид теплопритока.
Теплоприток в грузовое помещение вагона через стены, крышу и пол посредством теплопередачи определяется по формуле:
, Вт (5.4)

где К_тп– коэффициент теплопередачи кузова вагона в эксплуатационных условиях., Вт/м²K (К_тп= 0,35); F– суммарная геометрическая поверхности ограждения, м² (приложение 2); t_в, t_н – температура воздуха внутри грузового помещения вагона (температурный режим перевозки СПГ) и снаружи грузового помещения (из задания), ⁰С.
Теплоприток от солнечной радиации определяется по формуле 5.5:
(0.10.15) Q₁, Вт (5.5)
Теплоприток от воздухообмена через неплотности грузового помещения определяется по формуле:
, Вт (5.6)
гдеV_во– величина воздухообмена через неплотности грузового помещения, м/ч. Ее можно принять равной 0,3 полного объема грузового помещения (приложение 2)
, м³ (5.7)
где – плотность наружного воздуха, принимается по таблице физические свойства влажного воздуха по [5] или приложение 14, кг/м; i_{сн ,}i_в – энтальпия воздуха снаружи и внутри грузового помещения кДж/кг. Определяется по диаграмме «i–d» в зависимости от t и f воздуха.
Пример:

T_м =+18⁰С, f = 66%, i_н = 40 кДж/кг

t_в=+2⁰С, f = 90%, i_в= 6 кДж/кг
Тепловой эквивалент работы вентиляторов – циркуляторов определяется по следующей формуле 5.8:
р1000 , Вт (5.8)
где N_м– мощность, потребляемая электродвигателями 1 вентилятора– циркулятора, кВт (N_м =2,2); п_кв– количество вентиляторов – циркуляторов в 1 вагоне, (п_кв=2); р– коэффициент трансформации энергии, потребляемой электродвигателями циркулятора, в тепло, подводимое к воздуху грузового помещения. Если электродвигатели находятся в грузовом помещении (р = 1); Z – число часов работы вентиляторов– циркуляторов в сутки (Z=24);
Теплоприток от воздухообмена при вентиляции вагона (замене воздуха грузового помещения наружным) определяется по формуле 5.9:
, Вт (5.9)
где п – кратность вентиляции, объемов, n = 0,4–0,5; V– полный объем грузового помещения вагона, м (приложение 2).
Теплоприток от груза и тары при его охлаждении в вагоне определяется по формуле 5.10:
, Вт (5.10)
где G_гр, G_т– соответственно масса груза и тары, кг G_т = 0,15∙G_гр; С_гр, С_т – соответственно теплоемкость груза и тары, кДж/(кгК) для большинство плодов и овощей С_гр =3,6; С_т =2,7 кДж/(кгК); t_нгр, t_кгр – начальная и конечная температура груза, ⁰C (t_нгр=t_нар–5⁰С; t_кгр=t_вн); t_охл – продолжительность охлаждения плодов и овощей в вагоне, ч.
Для 5–ти вагонной секции БМЗ при начальных t_нгр – 30; 20; 10⁰С,– соответственно t_охл= 50 ч, 30 ч, 10 ч, для АРВ и ZB–5 – 35, 20, 10 ч.
Биологическое тепло дыхания плодов и овощей определяется по формуле 5.11:
_, Вт (5.11)
, Вт/т (5.12)
где g_б – удельный тепловой поток дыхания, Вт/кг; g– то же при t=0; – доля упаковки в общей массе груза (0,130,17).
Практически все 7 теплопритоков одновременно не действуют. Так при перевозке мороженных грузов, воздействуют лишь первые 4 теплопритока, т.к. груз уже термически обработан, груз тепло не выделяется и грузовое помещение грузового вагона не вентилируется.

После расчета составляющих Q_тп рассчитывается Q_рх.

Мощность холодильного оборудования рефрижераторных вагонов рассчитывается на поддержание min (max) температуры внутри грузового помещения при экстренных условиях. Холодильное устройство работает непрерывно лишь в процессе охлаждения свежих плодов и овощей до температуры перевозки. В большинстве случаев оборудование работает циклично по системе двух позиционного регулирования температуры.
Коэффициент рабочего времени оборудования K_рв– это отношение продолжительности работы оборудования в течении какого–то периода времени к продолжительности этого периода.

(5.13)
Этот коэффициент можно найти также из выражения:
(5.14)
где Q_тп– мощность теплопритоков, Вт; Q_рх– средняя за груженный рейс холодопроизводительность установок, приходящаяся на 1 вагон, Вт.
Рабочая производительность 2–х холодильных установок одного вагона 5–ти вагонной секции или АРВ определяется по формуле 5.15:
, Вт (5.15)
где V_n– объем, описываемый поршнями компрессора, м³/ч (1 ступень = 60, 2 ступень = 20); g_v– объемная холодопроизводительность хладагента; кДж/м;

n_y– количество холодильных установок (n_y =2); – коэффициент подачи компрессора; – коэффициент учитывающий потери в трубопроводе и аппаратах холодильной установки, можно принять 0,95.
В 2–х ступенчатых холодильных установках АРВ или ZB–5 при расчетах Q_рх следует принять V_п и  для цилиндров низкого давления.

Для определения  и g_v строится цикл холодильной установки в координатах р–i. С этой целью прежде всего определяются рабочее давление и температуры кипения t_о, всасывания t_вс, конденсации t_к и переохлаждения хладагента t_n.

T_o=t_в – (710⁰С)

t_вс=t_o + (1530 ^OC) (5.16)

t_к=t_н + (1215⁰С)

t_n=t_к – 5⁰С

По известным t_к и t_o используясь диаграммой p–i определяются давление кипения (Р₀) и конденсации (Р_к), а в 2–х ступенчатых установках и промежуточное давление (Р_пр) по формуле 5.17:
, Мпа (5.17)
Коэффициент подачи компрессора  в одноступенчатых установках определяется по графику f(P_к/Р₀) в зависимости от степени сжатия (P_к/Р₀), а в двухступенчатых установках, по тому же графику, в зависимости от(P_пр/Р₀). Его можно также рассчитать по эмпирическим формулам. Так для фреоновых компрессоров 2ФУ–УБС–18 рекомендуется формула 5.18:
, (5.18)

Рисунок 6. Диаграмма Lg P—i для хладона–12
Далее по известным t и P строится цикл работы холодильной установки в реальных условиях в координатах p–i, определяются по диаграмме энтальпии в точках 1, 2, 3, 3¹, 4 и удельный объем пара при всасывании в цилиндр компрессора в точке  (V₁) и рассчитывается g_v по формуле 5.19:
, кДж (5.19)
Продолжительность работы холодной установки в течение суток.
_, час (5.20)
В разделе необходимо дать заключение по произведенным расчетам о работе холодильной установки, обосновать полученные результаты.