Характеристика теплообменных процессов в гружёном рейсе

В грузовое помещение вагона поступают неохлаждённые абрикосы при температуре t_г.н = 16 °С (по заданию). Поскольку тип грузового фронта и время погрузки заданием не определены, следует принять расчётную температуру воздуха на фронте погрузки (t_ф) и расчётную температуру наружного воздуха (t_р) одинаковыми, т. е. t_ф = t_р = 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: t_в.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 t_г.п.п условно можно принять равной t_г.н, т. е. t_г.п.п = t_г.н = 16 °С [4, разд. 4].

После погрузки и закрытия дверей рефрижераторного вагона запускают дизель-генераторы, устанавливают температурный режим (t_в.в = 5 °С, t_в.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. t_в.п.п = t_г.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 (t_в) будет длиться до тех пор, пока его температура не достигнет нижней границы температурного режима (t_в.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 (t_в.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);
t_ф, t_р – расчётные температуры наружного воздуха на грузовом фронте и в гружёном рейсе, °С, , – соответственно изменение температуры, груза и воздуха внутри грузового помещения вагона; t_в – продолжительность первоначального охлаждения воздуха в грузовом помещении; t_г – продолжительность охлаждения груза; t _г.р – продолжительность гружёного рейса

Рисунок 1 – Динамика охлаждения воздуха и абрикосов в вагоне
в координатах t° (температура), t (время)

Охлаждение груза до верхней границы температурного режима (см. рис. 1), осуществляется за время t_г, соответствующее длительности теплообменного режима «охлаждение груза», затем наступает режим «теплокомпенсация», который сохраняется до конца перевозки.