CC BY
20
Обоснование выбора вида теплоизоляции изотермического фургона
М.М. Зайцева, Е.С. Климович Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону
Аннотация: в статье обосновывается выбор вида теплоизоляции изотермического фургона. Рассматриваются пенополиуретан, пенополистирол и жидкая теплоизоляция. Материалы сравниваются по величине теплопотерь, толщине изолируемого слоя и стоимости устройства.
Ключевые слова: изотермический фургон, теплоизоляционный материал, пенополиуретан, пенополистирол, жидкая теплоизоляция, тепловые потери.
Изотермический фургон может обеспечить необходимую температуру сохранения товара при условии хорошей герметичности и отсутствия неутепленных мест. В современных условиях промышленность предлагает высокое разнообразие теплоизоляционных материалов. В статье для обоснования выбора вида теплоизоляции изотермического фургона рассмотрены самые популярные из них: жидкая теплоизоляция, пенополиуретан, пенополистирол [1-3]. Исходные данные для расчета представлены в таблице.
Таблица-Исходные данные для расчета
Энергоноситель Продукты питания
Температура теплоносителя -20°С
Температура окружающего воздуха +30°С
Объем изотермического фургона ГАЗ-3302 10 м3
Объем энергоносителя (70% от объема фургона) п 3 7 м
Допустимая потеря температуры энергоносителя 5°С
Расчет тепла при охлаждении теплоносителя [4, 5]
д = &т- V к , (1)
где С - теплоемкость теплоносителя 0,521 ккал/кг°С, т?-объемный вес
3 3
теплоносителя; 4 кг/м ; V- количество теплоносителя, м ; к - коэффициент перевода ккал/ч в Вт.
0=50*0,521*4*7*1,16=846Вт.
:
Определение допустимых потерь тепла [6 ,7]
0_
5
где Б - общая площадь поверхности фургона, м .
К=846/33=25Вт/м2 Расчет тепловых потерь фургона
(3)
где £-температура энергоносителя,°С; ¿¿'-температура окружающего воздуха, °С; а5й-коэффициент тепловосприятия,
15 Вт/м С; йнз-
толщина изоляции, м; ^из-коэффициент теплопроводности
теплоизоляции; Вт/м°С; ож- коэффициент теплоотдачи от стенки в
2 2 окружающий воздух 35 Вт/м °С. Без теплоизоляции: q=104 Вт/ м [8-10].
Тепловые потери при неизолируемом фургоне превышают
допустимые нормы. Необходимо выполнить тепловую изоляцию фургона.
С жидкой теплоизоляцией (нормированный слой-1 мм): q=9 Вт/ м .
Жидкая теплоизоляция толщиной всего 1 мм позволила снизить
тепловые потери больше, чем в 10 раз.
С жидкой теплоизоляцией (энергоэффективный слой-2мм)^=4,77 Вт/ м2.
Жидкая теплоизоляция толщиной 2 мм позволила снизить тепловые потери
больше, чем в 20 раз.
Пенополистирол (80 мм): q=22,4 Вт/ м .
Теплоизоляция из пенополистирола снизила потери тепла в 4,6 раза.
Пенополиуретан: q=18,74 Вт/ м .
Теплоизоляция из пенополиуретана снизила потери тепла в 5,5 раза
(рисунок 1).
Таким образом, анализируя полученные данные, наиболее эффективным теплоизолируемым материалом является жидкая
теплоизоляция (энергоэффективный слой). При этом допустимо использовать и другие рассмотренные материалы, но тепловые потери будут выше.
Пенополиуретан
Пенополистирол
Жидкая теплоизоляция
(энергоэфф. слой)
Жидкая изоляция (нормированный слой)
Без изоляции
0 25 50 75 100 125
■ Теплопотери, Вт/м2
Рисунок 1 - Диаграмма величины теплопотерь изотермического фургона с разной теплоизоляцией
Рассмотрим другие критерии выбора теплоизоляции.
В связи с тем, что изотермический фургон предназначен, прежде всего, для перевозки груза, важным критерием выбора материала утепления фургона является занимаемый им объем внутри кузова. Данный показатель влияет на количество груза, размещаемого в фургоне. Рассмотрим толщину слоя теплоизоляции каждого варианта (рисунок 2).
Толщина слоя, мм
II
Жидкая теплоизоляция Жидкая теплоизоляция Пенополистирол Пенополиуретан
(нормированный слой) (энергоэфф. слой)
Рисунок 2-Диаграмма зависимости толщины слоя от вида изоляции
Как видно из рисунка, наименьшая толщина слоя у жидкой теплоизоляции (нормированный слой).
Максимально допустимые теплопотери
J ^ ^
80 70 60 50 40 30 20 10 о
Немаловажным показателем является цена устройства теплоизоляции,
2
руб/м (рисунок 3). Данные получены на сайтах организаций, предлагающих услуги по утеплению изотермических фургонов.
Пенополиуретан
Ленополистирол
Жидкая теплоизоляция (энергоэфф.слой)
Жидкая теплоизоляция (нормированный слой)
0 300 600 900 1200 1500
■ Цена устройства теплоизоляции, руб/м2
Рисунок 3- Диаграмма зависимости цены устройства теплоизоляции
различных видов
Анализируя полученную диаграмму, считаем, что дешевле всего применение жидкой теплоизоляции (нормированный слой).
Таким образом, оценив полученные результаты по выбранным критериям, к устройству теплоизоляции рекомендуется жидкая теплоизоляция (нормированный слой).
Литература
1. Зайцева М.М., Мегера Г.И., Веремеенко А.А. Диагностика технического состояния транспортных средств // Строительство и архитектура-2015. Ростов-на-Дону: ФГБОУ ВПО РГСУ, 2015. С. 124-126.
2. Касьянов В.Е., Зайцева М.М., Котесова А.А., Котесов А.А. Оценка параметров распределения Вейбулла для совокупности конечного объема // Депонированная рукопись . № 21-В2012 24.01.2012.
3. Kas'yanov V.E., Rogovenko T.N. Probabilistic-statistical estimation of the gamma-life of a machine chassis//Russian Engineering Research.1999.V.6. р.10.
4. Касьянов В.Е., Роговенко Т.Н., Щулькин Л.П. Основы теории и практики создания надежных машин // Вестник машиностроения. 2003. № 10. С. 3.
5. Роговенко Т.Н., Зайцева М.М. Оценка оптимального значения вероятности безотказной работы деталей машин, на примере рукояти одноковшового экскаватора//Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3848.
6. Зайцева М.М., Мегера Г.И. Характеристика отказов деталей транспортных средств // Строительство и архитектура-2015. Ростов-на-Дону: ФГБОУ ВПО "РГСУ", 2015. С. 71-73.
7. Глазунова Л.В. Система термостабилизации в приемо-передающей аппаратуре //Инженерный вестник Дона. 2012. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/759.
8. Deryushev V.V., Seleznev S.M., Sobisevich A.L. Specific features of the repeated impulse action on resonance systems // Doklady Earth Sciences. 1999. V. 369. рр. 1176-1178.
9. Мегера Г.И. Особенности проектирования зоны технического ремонта грузовых автомобилей на примере предприятия ЗАО «Каменская СТОА» (г. Каменск-Шахтинский Ростовской области) // Научное обозрение. 2014. №9-3. С. 762-764.
10. Зайцева М.М., Мегера Г.И., Евсеев Д.З., Пацера А.Ф. Экспертная диагностика неисправностей авторефрижераторов //Инженерный вестник Дона. 2017. Т.45. № 2 (45). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4116.
References
1. Zaitseva M.M., Megera G.I., Veremeenko A.A. Diagnostika tekhnicheskogo sostoyaniya transportnykh sredstv. [Diagnostics of technical
condition of vehicles]. Stroitel'stvo i arkhitektura - 2015. Rostov-na-Donu: FGBOU VPO "RGSU", 2015.рp. 124-126.
2. Kas'yanov V.E., Zaitseva M.M., Kotesova A.A., Kotesov A.A. Ocenka parametrov raspredelenija Vejbulla dlja sovokupnosti konechnogo ob#ema. [Evaluation of the parameters of the Weibull distribution for a set of finite volume] Deponirovannaja rukopis'. № 21-V2012 24.01.2012.p. 1-3.
3. Kas'yanov V.E., Rogovenko T.N. Russian Engineering Research.1999.V.6. p.10.
4. Kas'yanov V.E., Rogovenko T.N., Shchul'kin L.P. Vestnik mashinostroeniya. 2003. № 10. р. 3.
5. Rogovenko T.N., Zaitseva M.M. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2016. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3848.
6. Zaitseva M.M., Megera G.I. Harakteristika otkazov detalej transportnyh sredstv. [Characteristics of failures of vehicle parts]. Stroitel'stvo i arhitektura-2015. Rostov-na-Donu: FGBOU VPO "RGSU", 2015. pp. 71-73.
7. Glazunova L.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2012. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2012/759.
8. Deryushev V.V., Seleznev S.M., Sobisevich A.L. Specific features of the repeated impulse action on resonance systems. Doklady Earth Sciences. 1999. V. 369. pp. 1176-1178.
9. Megera G.I. Nauchnoe obozrenie. 2014. №9-3. рр. 762-764.
10. Zaitseva M.M., Megera G.I., Evseev D.Z., Pacera A.F. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2017. ^45. № 2 (45). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4116.
