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文档简介

1、本科生毕业设计第1章 绪 论1.1 我国冷藏保温汽车的现状1.1.1 我国冷藏保温汽车的发展现状冷藏车是用来运输冷冻或保鲜的货物的封闭式厢式运输车,广义上泛指运输易腐货物的专用汽车,是公路冷藏运输的主要工具。我国专用汽车相关的主管机构对冷藏运输车进行了多种分类,按专用设备功能将其细分为保温汽车、冷藏汽车和保鲜汽车三类:只有隔热车体而无制冷机组的称为保温汽车;有隔热车体和制冷机组且厢内温度可调范围的下限低于-18,用来运输冻结货物的称冷藏汽车;有隔热车体和制冷机组(兼有加热功能),厢内温度可调范围在0左右,用来运输新鲜货物的称保鲜汽车。 保鲜车的隔热厢体一般为一室(一个空间)也有二、三

2、室的,以便于运输不同温度要求的货物。按制冷方式又可分为机械制冷、蓄冷板制冷、液化气体制冷(常用的如液氮和液体二氧化碳)等,以前还用过冰制冷和干冰制冷制冷装置则又有既可制冷又可加热的和仅可制冷的两种。还有就是如所有运输用专用车一样按底盘吨位分类,主要分为重型、中型、轻型、微型四个种类不同型号底盘就构成不同型号的冷藏汽车品种,通俗地称为纵向分类,按专用设备功能分类则为横向分类, 纵横交错就构成冷藏汽车的品种我国现在冷藏汽车(包括保温车、保鲜车),品种已接近500种,而发达国家则有1000余种冷藏车由专用汽车底盘的行走部分,与隔热保温厢体,制冷机组,车厢内温度记录仪等部件组成,对于特殊要求

3、的车辆,如肉钩车,可加装肉钩等选装件。目前,发达国家冷藏运输率达50%以上,美、日、西欧等国家高达8090。据有关统计,目前,我国冷藏保温车约有3万辆,而美国有20多万辆,日本有12万辆。德、法等国也在4万辆左右。冷藏保温汽车占货运汽车的比例,我国仅为0.3,美国为1,英国为2.8,德国为3。我国目前冷藏车保有量约在30000台左右。从九十年代初期开始,我国冷藏车每年以50%左右的速度增长。到了二十一世纪开始,每年也约有20%左右的增长速度。2008年我国冷藏车的市场年增量达到5000台左右,2008年1-8月份达到3600台。虽然从上面的数据我们可以分析出,我国的冷藏运输业相比发达国家要落后

4、许多,不过多年来,我国冷藏保温汽车也有了很大的发展:1原来主要由食品进出口、商业、水产等系统按主管部门分配计划和调拨进行运输,转为自主经营的按市场需求进行运输。随着肉、鱼、禽、蛋类食品供大于求,计划供应取消,中长途调拨运输的比例减少,短途分配性运输比例大增;2随着我国公路建设的飞速发展,公路冷藏运输与铁路、水路相比,其比例不断提高,由90年代的20%发展到现在已近30%;3运输的易腐货物也从原来较为单一的冷冻肉、禽、水产发展到新鲜的肉、禽、水产占相当比例,同时水果、蔬菜、乳制品、冷饮、保健食品等保鲜食品也需用冷藏、保温、保鲜汽车运输;4由于需求的改变,车辆吨位结构比例也随即发生变化,由原来的重

5、、中、轻(微)分别占10%、70%、20%发展到现在的占10%、40%、50%;5随着对冷藏运输质量要求的提高,冷藏汽车和保鲜汽车的占有率从10%提高到40%。 与此同时,冷藏汽车的用户也从计划经济时的食品进出口、商业、水产部门发展到大型食品商场和菜场,大型连锁超市,食品、乳制品和冷饮生产企业等,还出现了专业从事公路冷藏运输的现代物流企业。 1.1.2 我国冷藏保温汽车的生产现状随着需求的增长,我国生产冷藏汽车(含保温汽车)的生产厂家(包括专业的和兼业的)从80年代的10家经历了1990年的20多家、1995年的50多家发展到2000年的73家,并且遍布全国23个省市自治区(详见表1.1)。

6、表1.1 2000年我国冷藏保温汽车企业按地区分布地名北京天津河北山西辽宁吉林企业数1013255地名黑龙江上海江苏浙江安徽福建企业数118223地名江西山东河南湖北广东广西企业数2094531地名四川重庆贵州陕西甘肃企业数21111随着我国政府机构改革的推进,“十五”期间,汽车工业主管部门由机械工业部归入国家经贸委,后国家计委和国家经贸委合并为国家发展与改革委员会。而后,汽车安全、环保等强制性执行标准不断推出,逐步与国际接轨,市场准入门槛迅速升高,导致产品开发成本越来越高,这就促使一些小型、兼业的冷藏保温汽车企业逐步的被淘汰;而一汽、东风、长安、江淮、江铃、北京福田、上汽通用五菱、东风柳汽的

7、、河北长城等汽车集团和主机厂开始将发展专用车作为拓展载货汽车主产品市场的重要手段,中集(主营集装箱)、重庆力帆(主营摩托车)、河南新飞(主营冰箱空调)等其他行业的大型企业也开始生产专用汽车,冷藏汽车作为厢式专用车的主要种类,也受到重视。到2005年上半年,有产品投入市场的冷藏保温汽车企业(包括专业的和兼业的)共45家,分布在十七个省、市区(见表1.2)。 表1.2 2004年我国冷藏保温汽车企业按地区分布地名北京河北辽宁吉林黑龙江上海企业数636121地名江苏浙江山东安徽江西河南企业数315123地名湖北广东广西重庆贵州 企业数13331 据中国汽车报工业年鉴不完全统计,2

8、000年我国冷藏保温汽车产量为2792辆,2004年冷藏、保温、保鲜汽车产量为3915辆,其中保温车占55.4%;冷藏车占40.3%,保鲜车占4.3%。从2003年起,冷藏汽车企业销售收入和工业总产值均达到6亿多元,工业增加值近1亿元。20002004年,我国冷藏汽车的产量(见表1.3)。 目前我国冷藏汽车主要生产企业有以下几家: 中集车辆(山东)有限公司:原济南汽车改装厂与德国考格尔公司合资组建,后为中集集团收购。引进德国考格尔车厢生产技术和意大利生产线,采用全封闭聚氨酯隔热厢体,性能达我国A级和国际先进水平。 河南冰熊冷藏汽车有限公司,军转民企业,股票上市公司,后为格林柯尔集团兼并。曾投资

9、6000万元引进意大利PLASTBLOCK的隔热厢体生产技术和设备工装。厢体为全封闭聚氨酯结构,隔热性能达到我国A级和国际水平。镇江飞驰汽车集团有限责任公司,原镇江冷藏汽车厂。1977年引进罗曼冷藏车技术,80年代引进美国维纳斯FRP厢板生产设备,厢体有真空负压“三明治”式生产工艺和高压灌注发泡工艺,聚聚氨酯隔热车厢性能达我国A级和国际先进水平。还建有符合国际标准的冷藏汽车试验室。郑州红宇专用汽车有限公司,原名:河南红宇机械厂,军转民企业。引进意大利车厢生产技术和部分设备,车厢隔热层为聚氨酯发泡厢板组装,隔热性能达我国A级和国际水平。表1.3 20002004年我国冷藏汽车产量年份200020

10、01200220032004保温汽车合计27922050193824302169重型17014326110586中型594231644412460轻型169983865214381148微型329837381475475冷藏汽车合计11791087148317361577重型1981631968597中型173207630502473轻型7545295731110801微型541888439206保鲜汽车合计 107579157169重型  19  中型  184 30轻型 8033612 微型

11、 2740145139河南新飞专用汽车有限责任公司:由以生产冰箱和空调机等制冷空调设备为主体的新飞集团组建的冷藏汽车、厢式汽车等专用汽车生产企业。凭籍其雄厚的资金和技术力量,根据市场需求,“十五”期间开发了90多种冷藏保温汽车产品,市场覆盖面不断扩大,其隔热车厢性能达到我国A级和国际水平。 北京北铃专用汽车有限公司:中日合资企业。引进日本隔热厢体生产技术,采用聚氨酯发泡工艺,隔热性能达到我国A级和国际水平。 北京晨光天云特种车辆有限责任公司:原北京天云汽车改装厂:军转民企业。引进德国SCHMITY厢板制造技术和工艺装备,厢体隔热性能达到我国A级。 北京福田汽车股份有限公司:“十五”迅

12、速崛起的我国商用汽车企业,股票上市公司。依靠其载货汽车底盘优势发展专用车,从而进一步拓展其载货汽车市场,冷藏保温汽车已有轻、中、重型40多个品种。 其它还有江西九江福阳集装箱有限公司(系江西制氧机厂从事冷藏汽车生产的部分另行成立的中港合资企业)、河南须河车辆有限公司(引进日本五十铃冷藏车的隔热厢体整体聚氨酯发泡技术)、沈阳铭辰汽车有限公司、湖北圣龙厢式汽车改装厂等。  1.1.3 我国冷藏保温汽车制冷装置的技术现状我国现有的保温汽车和冷藏汽车基本上均采用机械方式制冷,因CO2制冷、液氮充冷不如机械制冷机组加燃油一样方便,蓄冷板制冷也因装备质量较大,占用较大的空间和装载质量,因此都难以

13、取代机械制冷机组。由于至今我国冷藏车和保鲜车年产量仅2000辆左右,而且品种较多, 因此难以达到批量的经济性。我国目前主要采用“热王”(THERMO KING)、三菱机组和开利,产品多为进口。事实上国内从上世纪80年代起就开始试制、生产制冷机组,襄樊汉水空调设备厂、岳阳制冷机厂(现岳阳恒立冷气设备公司)等率先开始试制,但均未形成一定规模。后来,上海冷气机厂与美国开利合资组建上海开利运输冷冻设备公司,生产轻型、中型、重型车用的独立式(制冷机组有副发动机)和非独立式(汽车主发动机带动)制冷机组。上海新江机器厂与澳大利亚国际制冷空调公司合资的上海国际空调设备公司也生产过车用制冷机组;近几年

14、劲达公司采用韩国技术在广东中山建厂生产客车空调机和车用制冷机组这些企业均以生产汽车空调机为主,兼生产冷藏车用制冷机组,产品技术基本上能满足使用要求,但由于产量小,生产规模小,其技术性能特别是可靠性很难与美国“热王”、开利机组竞争。所以,我国冷藏车配套的制冷装置技术较发达国家落后,是制约我国冷藏车发展的一个重要因素。1.1.4 我国冷藏保温汽车隔热厢体技术发展现状自上世纪八十年代以来,我国冷藏汽车生产企业通过对外合资合作和引进先进技术,从而在隔热厢体的生产技术水平上面有了很大的提高。现在的车厢生产,隔热材料一般采用硬质聚氨脂作, 采取注入发泡分片拼装工艺或三明治夹芯板,密封条则采用多层

15、密封截面形状和橡塑材料。车厢的隔热性能一般均达到A级(K<0.4W·/k),较为先进的可达到K=0.35 W·/k左右。而国际的先进水平K<0.3W·/k,由于厢体制造工艺、门的密封性等方面不足,故在这方面仍有一定差距 。1.2 冷藏保温汽车的设计目标随着农村经济的迅速发展,本次设计的冷藏汽车主要用于城乡与城市之间的中、短途运输。适宜运输的温度范围也较大,应该有较大的市场空间。主要想达到以下几个目标:考虑集散地的位置以及设计目的等问题,需求运量不能有较大运量,所以冷藏汽车设计为中、轻型为宜。 考虑运输物的要求,运输的适宜温度,设计成在-2010之间。

16、力求达到简单、实用,维修方便,相关的配件容易购买,且价格便宜,最大的降低整车成本。综合以上几个方面的目标,开展本次的设计课题。下面的章节介绍一下本设计的思路和方法,请各位老师一起共同研究,有错误的地方在所难免,请老师和评委们提出建议和指导。第2章 方案分析及总布置的设计2.1 各种制冷方式的原理介绍 冷藏汽车上应用的制冷方式主要有固体制冷、冷板制冷、液氮制冷和机械制冷。下面分别介绍一下他们的原理。1.固体制冷固体制冷的工作原理就是利用固体在液化或汽化(升华)时的吸热作为制冷方式。常用的固体制冷有水冰、盐冰和干冰。水冰及盐冰制冷 在大气压力下,冰的熔点为0。冰融化时的吸热为334.8kJ/kg。

17、在水冰中添加盐类可降低其熔点,在一定范围内,水冰中盐的成分越多,则熔点越低。实验证明,当假如食盐的质量为水冰质量的29%时,其混合物的熔点可达到-21.20。若再增加盐分,则熔点不在下降。通常是根据冷藏货物的运输适合温度来选择不同成分的盐冰。水冰(包括盐冰)的需要量可按式2-1计算: (2.1)式中:冰的理论需要量(kg); 车厢总传热系数W/(K); 车厢传热面积(); 车厢内外温度差(K); 运输时间,包括装卸时间(s); 冰的融化潜热(J/kg)。干冰制冷 在一个大气压下,干冰(固态CO2)的升华温度低(78.9),升华吸热量大(573.5kJ/kg),故将它作为车厢冷源,不仅可以获得较

18、低温度(一般低于20),而且可获得较大制冷量。2.冷板制冷冷板制冷原理就是利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。冷板见图2-1所示。运输前先将厢内冷板中的蓄冷剂进行“充冷”,使其冷却冻结,然后在运输途中利用冷板的蓄冷剂融化吸热,使厢内温度保持在运输货物的适宜温度范围内。故将冷板又称“蓄冷板”。1.金属容器;2.蓄冷剂;3.蒸发盘管;4.制冷剂图2.1 冷板的结构示意图冷板制冷装置的结构型式分为整体式和分体式。整体式的动力装置、制冷机组和蓄冷板等,均置于车上;分体式在车上制冷机组和蓄冷板。停车时,利用地面动力装置驱动制冷机组对蓄冷板“充冷”。实际应用中多采用后者。3.液氮制冷液氮制冷就是利用液氮

19、汽化吸热进行制冷。在大气压力下,液氮的沸点为-196,汽化潜热为200kJ/kg。氮气的比热为1 .05 kJ/( kg·),因此每干克液氮汽化并升温至-20时,所吸收的热量约为385kJ,液氮沸点低,且是制氧的副产品,因而得到了较广泛的应用。4.机械制冷机械制冷方式有:蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射等。目前以蒸气压缩式应用最为广泛。在一定的压力下,液体达到某一温度(沸点)就会沸腾。液体沸腾时,吸收汽化潜热而产生相变,转变为饱和蒸气。在同一压力下,不同液体的沸点和汽化潜热是不相同的,如在一个大气压力下,水的沸点为100,汽化潜热为2256.7kJ/kg,而氟利昂12(R12)的沸点为-

20、29.8,汽化潜热为165 kJ/kg。凡用于沸腾制冷的液体称为制冷剂或称为制冷工质。在制冷技术中,制冷剂的沸腾称为“蒸发”,其沸点称为“蒸发温度”,沸腾制冷则称之为“蒸发制冷”。蒸气压缩式制冷属于蒸发制冷。制冷装置置于一个封闭系统中,液态制冷剂在蒸发器中汽化吸热制冷,在冷凝器中放热并从新冷凝成液态,在压缩机的驱动下,制冷剂不断的循环工作。2.2 各种制冷方式的优、缺点对比对比四种制冷方式:固体制冷成本高,消耗量大,厢内温度难调(干冰),单位质量的吸热量较小,车厢内降温较小,而且盐冰融化后会污染环境、食品、腐蚀车厢和使车厢受潮(水冰或盐冰),故实际应用较少。液氮制冷也是成本很高,且需要经常充注

21、,实际用的也不是很多。目前应用最广泛的是机械制冷,主要原因在于制冷机组既能制冷又能加热,扩大了使用范围;厢内温度可实现自控调节,调温精确、可靠,调温范围较宽,能适应各种不同冷藏货物的运输。尽管机械制冷装置结构比较复杂、购置及费用较高,运转噪声较大等问题,但迄今为止,机械制冷仍为一种可靠、有效的制冷方式。冷板装置本身较重、体积较大,占据了车厢的一定体积,而且充冷一次仅可持续工作815h。因此冷板制冷适合于中、轻型冷藏的中短途运输,近几年来,随着能源的环境污染问题日益突出,冷板制冷的应用发展较快,已成为仅次于机械制冷的制冷方式。2.3 制冷方式的综合分析综合来看,机械制冷和冷板制冷的应用非常广泛,

22、大约75%80%的冷藏保温汽车采用这两种制冷方式。尽管两种方式都有所欠缺,但这两种制冷方式还是被广大用户所认可。究竟采取哪种制冷方式关键还是和实际联系起来,综合考虑。对于这个设计个人认为采用冷板制冷较好,主要是考虑以下几个方面: 冷板制冷适合于中、短途运输,与本设计思路相符合。 冷板制冷价格上相对便宜,维修上也会更方便。 冷板制冷方便安装,采用非独立式制冷方案。可以不用随车带制冷机组,需要依赖地面的制冷机组对其进行“充冷”。因此,本次设计的冷藏保温汽车采用非独立式冷板制冷。2.4 总布置的设计总体结构的设计主要是对组成冷藏保温汽车几个主要部件,比如二类底盘、制冷机组、货箱、副车架等方面的设计,

23、这些部件的设计在以后的章节中将会做详尽的介绍。这里主要说一下总布置的几条原则: 质心高度应满足GB 725887的规定,车辆在静态空载条件下,侧倾稳定角不小于35°。 改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量,轴载质量不应超过原车型最大轴载质量的3%。 厢体应有足够的内部高度和宽度,以便装卸作业及集装容器的运输。为了不改变原底盘性能,厢体长度应以接近原车厢长度为宜;决定厢体宽度的主要因素是底盘轮距、使用要求及法规限宽;在满足装载容积及装卸方便的情况下,应尽量减小厢体高度,以降低质心,提高汽车行驶的稳定性。还应在尽可能的情况下,不断降低车厢外廓的空气阻力系数。以下几章的设计都是在

24、总布置原则的前提下进行的。2.5 本章小结 本章主要对主要介绍了方案的设计和总布置的设计。方案设计中,先做制冷原理的介绍、然后进行优、缺点的对比,最后进行综合分析;总布置设计主要介绍了本设计总体结构的布置原则。第3章 制冷装置的设计冷藏汽车制冷机组的选择方法主要有两种:即类比法和计算法。由于有些数据不能直接得出,所以两种方法均采用。3.1 冷藏保温汽车的热工参数选择冷藏保温汽车的热工参数主要是指车厢的总传热系数K、漏气倍数L、制冷(加热)装置的制冷(加热)量以及车厢内调温范围。1.车厢总传热系数系数K是冷藏保温汽车最重要的热工参数,是用来评价车厢隔热性能的综合性指标。计算公式为: (3.1)式

25、中:单位时间内通过车厢壁的热量(W); 车厢内外表面积的几何平均值(); 车厢内外平均温度差(K);车厢总传热系数W/·K) 系数主要取决于: 车厢壁的隔热性能。这主要与厢壁结构、隔热材料及隔热层厚度等因素有关。 车厢密封性能。主要与车厢构造、车门密封型式、密封材料等有关。密封性能越好,值越小。 设计隔热车厢时,应根据运输货物的对象、运距、所要求的厢内温度调控范围和环境温度等因素,合理地选择车厢总传热系数的大小。冷藏汽车厢内温度调控范围与值的关系见下表3.1。本次设计的冷藏保温汽车的厢内调节温度范围是-2010,查上表可知:K0.4。根据总传热系数K的大小,车厢可分为A、B、C三类(

26、见表4.2),并且规定冷藏汽车不许采用C类车厢。为了满足一定的运距要求,应尽可能提高车厢的隔热性能,故一般冷藏车厢的总传热系数K值应按表3.2中的A级选取。由表3.2可知:货箱类别为A类货箱。2.车厢漏气倍数L 漏气倍数L是用来评价车厢气密性能的指标,它由下式确定: (3.2)式中VLlh内车厢泄漏的空气量(m3/h); VX车厢容积(m3)。按漏气倍数的不同,车厢也可分为A、B、C三类,并规定冷藏汽车不得采用C类车厢,各类车厢的漏气倍数见表3.3。表3.1 冷藏汽车内调温度范围与总传热系冷藏汽车种类厢内调温范围传热系数K/(Wm2k-1)等级内温tn/外温tw/强化隔热型普通隔热型非机械冷藏

27、汽车A+7+300.40.40.7B-100.4C-200.4有加热装置的冷藏汽车A-10+12+30-100.40.40.7B-20+12+30-200.4 表3.2 车厢按K值分类货箱类别ABC传热系数K/(Wm2K-1)0.40.40.60.60.9 表3.3 各类车厢漏气倍数内外压差传热面积漏气倍数/h-1ABC10010>401.23.04.820401.53.86.0<202.15.38.4设计目标为载质量3.5t的冷藏运输车,参考新飞公司的XKC5115XLC,其车厢的传热面积为:=S=2(ab+bc+ac)=2(5.99*2.26+5.99*1.99+2.23*1.

28、99)=59.43140m2所以由表3.3可知:车厢的漏气倍数L=1.2。3.2 隔热车厢平均传热系数计算 隔热车厢的各隔热厢壁(前、侧、顶、底和后门)除骨架部分外,均由内外蒙皮和隔热层组成,可以看作是材质均匀的多层壁,作为只有一个热量方向的单元热流体计算其传热系数。而骨架区域部分的传热系数可采用因热流法和有限差分法求得,但这种方法计算较繁杂。在实际工程应用中,可采用简化的方法计算车厢的平均传热系数,即把隔热车厢的各隔热厢壁看作是没有骨架的由内外蒙皮及隔热层组成的多层结构来计算其传热系数,再根据车厢骨架的多少,乘以车壁传热结构系数而求得。1.隔热厢壁传热系数(不考虑骨架的影响)按下式计算 (3

29、.3)式中:隔热厢壁不考虑骨架影响传热系数,W/m2·K;车厢外表面的放热系数。空气流速m/s时,=29W/m2K;当m/s时, =5 .67+1 7.5,W/m2·K 车厢内表面的放热系数。当车厢内空气为自然对流时=79 W/m2·K;当车厢内空气为强制循环时,=1724 W/m2·K各层材料厚度,m 各层材料的热导率,W/m2·K设空气流速V=3m/s, =5.67+17.5=5.67+17.5*1.73=36W/m2K;车厢内空气为强制循环,取 =20 W/m2K;=80mm;=0.15。2.修正计算: = (3.4)采用分片组装式货箱,

30、取=1.2。=1.2*0.305=0.366式中:修正后车壁传热系数,W/m2·K 车厢传热结构系数,与车厢骨架结构和骨架密度有关。一般整体骨架式车厢=1.31.5;分片组装和整体隔热层的车厢=1.11.33.计算车厢平均传热系数: 隔热车厢平均传热系数为各隔热厢壁传热系数的平均值,即 (3.5)式中:隔热车厢平均传热系数, W/m2·K 隔热车厢各壁的传热面积,m2 隔热车厢的总传热面积,m2=59.431m2;=0.366=59.431m2;=2(6.07*2.31+6073*2.07+2.31*2.07)=62.74=61.06 m2=0.363.3 冷藏汽车的热负荷

31、计算使用时,其隔热车厢的热负荷有以下几项:1.通过隔热车厢壁传人车厢的热量。 (3.6)式中:车厢外界温度,按使用环境最高温度计算, 车厢内空气温度,按设计的车内可达最低温度计算,取=30;=-20=0.36*61.06*50=1099W2.车厢各处缝隙泄漏传入车厢的热量。 (3.7)式中:车厢的漏气倍数,h-1 车厢内空气密度,kg/m3 V车厢内空气容积,m3 C空气的定压比热容,J/kg·K L水蒸汽的气化潜热,J/kg 车厢外空气的相对湿度,% 车厢内空气的相对湿度,% 车厢外饱和空气的含湿量,kg/kg(干空气) 车厢内饱和空气的含湿量,kg/kg(干空气)实际计算时,常用

32、如下经验公式计算 (3.8)一般隔热车厢=0.1,泄漏严重的车厢取=0.2。取=0.1=0.1*1099=110W3.太阳辐射进入车厢的热量 。 (3.9)式中:车厢外表面受辐射的面积,通常取车厢传热面积的3040%,m2 车厢外表面受辐射的平均温度,常取=每昼夜日照小时数,常取1216,h实际计算时,根据日照情况采用如下公式: (3.10) 一般地区取;强日照地区取。取=0.1*1099=110W。4.开门时传入的热量。 (3.11)式中:开门频度系数。运输途中不开门,=0.25;每天开门6次以下,=0 .5;712次,=0.75;12次以上,=1.0。每天开门次数56次,=0.5=0.5*

33、1099=550W5.车厢内照明灯、风机等产生的热量。 (3.12)式中:照明灯的功率(W);风机的功率(W);平均每天照明时间(h);风机每天使用时间(h)。取=100W(4个)=500W;=12h=1/24 (100*12+500*12)=300W冷藏汽车在运输中的制冷热负荷Q应是上述各项热量之和,即 (3.13)=1099W; =110W; =110W;=550W; =300W=1099+110+110+550+300=2169W3.4 制冷机组的选择3.4.1制冷机所需制冷量的计算制冷机的制冷量必须大于制冷热负荷Q,考虑到制冷机的使用寿命和隔热车厢的老化等因素,制冷机的制冷量为; =

34、(3.14)式中:n安全系数,一般取n=1.31.5。 取n=1.4, =1.4*2169=3037W3.4.2制冷装置选择本设计采用的是非独立式的冷板制冷方式。这种制冷方式本身不带制冷机组,只需要依赖地面的制冷机组进行“充冷”,用以满足一次运输的制冷需要。根据以上计算所得的结果,利用类比的方法,选取冷板的结构尺寸和与其相配的制冷机组。根据计算的冷量选取两块冷板,每块冷板可以蓄存的冷量为1600W。冷板的尺寸为:长宽厚(mmmmmm)40001500100,质量为100kg,其结构和安装位置见图。3.5 本章小结本章首先对本冷藏保温汽车的主要热工参数的选择,然后计算制冷机组所需要的冷量。依据制

35、冷量选用本车所用的冷板和冷板的数量,以及与其相配的制冷机组。最后列出制冷机组的相关参数。第4章 隔热货箱的设计冷藏保温汽车的隔热货箱是所有冷藏保温汽车的重要装置。作为车厢,它具备厢式汽车车厢的共性,更主要的是要求它具有良好的隔热保温性能。因此在结构上是围绕如何提高其隔热性能进行设计。4.1 隔热货厢的结构特点对比4.1.1隔热货厢的分类隔热货箱按照其结构型式的不同可以分为两大类,即整体式隔热货箱和分片式隔热货箱。整体式货箱又有整体骨架式和整体隔热层式两种。分片式货箱也有分片注入发泡式和“三明治”板粘接式两种。4.1.2隔热货箱结构特点的对比1.整体结构的隔热货厢 整体骨架式货厢: 整体骨架填嵌

36、式货厢:这种车厢的强度和刚度大;型式简单,不需要特殊的型材,但工艺繁琐。由于硬聚苯乙烯泡沫材料的导热系数较大,为了提高车厢隔热性能,势必加厚厢壁、增加车厢的整备质量、减小了有效容积。因此该型式车厢多用于保温性能要求较低的保温汽车上。 整体骨架硬聚氨脂喷涂式货厢:它与上述的填嵌式结构主要不同之处是隔热层采用现场喷涂发泡硬聚氨酯泡沫成形工艺,该工艺易于使隔热材料充满整个车厢的隔热空间,故隔热性能较好;硬聚氨酯导热系数比聚苯乙烯的要低,因此在保证车厢总传热系数K一定的前提下,可减小车厢壁厚。但喷涂发泡的隔热层厚度不易控制均匀,因此安装内蒙皮之前,隔热层内表面须经加工取平。现场喷涂发泡空气污染比较严重

37、,工人劳动强度大。因此现场喷涂发泡工艺不如后叙的现场注入发泡工艺先进。 整体隔热层式货厢:这种结构型式是先以整体骨架型式或以分片拼装型式制成车厢,预留隔热层空间,然后整体注入硬聚氨脂泡沫。这种车厢的最大特点是它具有完整的隔热层。车厢的隔热、密封性能好。2.分片结构的隔热货厢: 分片拼装硬聚氨酯注入发泡式 :在结构上,该型式车厢的关键是处理好各片之间的拼接、拼缝的密封和“断热桥”的布置。要求拼接方式合理、连接可靠、装配方便、嵌合型材的品种要少;在工艺上,则要首先保证硬聚氨酯与内外蒙皮、骨架等粘接可靠;其次,要求聚氨酯密度均匀,其均匀性和拼接方式比整体式好,工艺也简单。 “三明治”板预制粘接式:“

38、三明治”板拼装结构是近年来发展起来的一种新型隔热车厢结构。它不但在冷藏保温汽车上得到迅速发展,而且在冷藏集装箱上也被广泛采用。试验证明:采用“三明治”板粘接拼装的隔热车厢总传热系数K值和缝气倍数L值,均比采用分片提装硬聚氨酯注人发泡结构的车厢低。此外,它还具备以下优点: 厢体外表平整、光滑,厢体质量小; 厢体结构简单,工序简便,适合成批和多品种生产; 车厢断热桥设计更为合理; 车厢隔热,密封性能好,热工指标可达国家专业指标的A级标准。4.2 隔热货厢的设计及选择首先本次设计的隔热货箱应从以下几个方面进行考虑和选择: 保温和隔热性能要好; 生产工艺简单,适合大批量生产; 维修和维护也应尽量简单、

39、实用; 材料品种多,选用方面; 最主要的是成本应尽可能的降低成本。然后对以上几种货箱进行一下对比分析:整体骨架填嵌式货厢保温和隔热性能较差,不适合采用。而整体骨架硬聚氨脂喷涂式车厢,喷涂发泡空气污染比较严重,这根本不适合未来工业发展。个人认为这种货箱的结构形式随着发展将会被历史所淘汰。整体隔热层式货箱隔热、密封性能较好,生产工艺也相对简单,比较符合本次的设计要求。下面再分析一下分片式货箱。分片拼装硬聚氨酯注入发泡式工艺较简单;隔热和密封性也不错,其它性能也不错,但我感觉这种货箱在结构方面的要求过于烦琐,对于成批量的生产可能会碰到一些困难。对于本次设计来说,最看好的是“三明治”板预制粘接式货箱,这种货箱是近几年来发展起来的一种新型结构,在冷藏保温汽车上得到了迅速发展和广泛的应用。其优点非常明显,各种性

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