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冷藏集装箱热工性能实验方法研究.doc

冷藏集装箱热工性能实验方法研究

zhou王燕
2017-09-21 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《冷藏集装箱热工性能实验方法研究doc》,可适用于工程科技领域

冷藏集装箱热工性能实验方法研究*上海海运学院商船学院汪庆国():本文对冷藏集装箱三套检测标准进行了比较并对实验方法进行了深入的分析还就冷藏集装箱的气密性实验、漏热实验、制冷机组性能实验进行了讨论。:冷藏集装箱气密性实验漏热实验制冷机组性能实验StudyonthethermalpropertyexperimentmethodsforrefrigeratedcontainersCaoShuangwu,ZhangXuelai(ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai)Abstract:Inthispaper,thethreeteststandards(ISO,ATP,GB)arediscussedThreekindsofexperimentmethods:Airtightnesstest,heatleakagetestandperformancetestwithrefrigerationunitaredeeplyanalyzedKeywords:refrigeratedcontainers,airtightnesstest,heatleakagetest,performancetestofrefrigeratedunit前言冷藏集装箱属运输制冷装置是“冷藏链”重要的一环。由于冷藏集装箱能把各种易腐货物始终保持在各自所需的储藏温度下向世界各地进行大量、快速和廉价的运输所以近年来已发展成为国际贸易中一项新型的重要运输方式将是世纪重要的冷藏运输工具。到年全球冷藏集装箱的总数已达到万TEU(标准箱)。我国的冷藏集装箱制造业也迅速崛起年生产能力达到万TEU(标准箱)。从年起的年内需要新造冷藏集装箱~万TEU(标准箱),平均每年需~万个。冷藏集装箱类似移动的冷藏库主要采用机械制冷方式通常装配的制冷机组主要有三种机型:美国开利机(Carrier)、日本三菱机(Mitsubishi)和美国热机王(ThermoKing)。由于冷藏集装箱的可靠性要求很高因此其性能实验尤为重要。冷藏集装箱除强度实验外热工性能实验是另一项重要的性能检验项目。冷藏集装箱实验的标准及内容目前冷藏集装箱生产商普遍参考执行的标准主要有三个一个是“关于易腐食品国际运输及其运输专用设备的协定”(ATP)另一个是国际标准(ISO:)及国家标准(GB)。这些标准规定了公路、铁路、水路运输以及联运用的ISO系列保温集装箱的技术要求和实验方法。其中的各项规定即构成了冷藏集装箱热工性能实验的依据。冷藏集装箱的热工性能实验必须是在强度实验之后进行基本有三项内容按顺序依次进行:气密性实验、漏热实验(箱体隔热性能实验)、制冷性能实验。其中漏热实验、制冷性能实验必须在恒温室内进行。这些热工实验项目三种标准规定了相应的工况要求。如表一所示:表一:三种标准规定的冷藏集装箱热工性能实验项目的对比实验内容项目分类ISOATPGB气密性实验箱内外温度t~之间选定波动箱内外压差pPa漏热实验测温点数目内外各内外各内外各箱壁平均温度t~~箱内外最小温差t>>>每二组数据最大时间间隔tmin连续测量稳定工况时间th>>>同组测量数据各测点间最大温差t<<<任二组平均温度间最大温度波动t<<流过箱外测点处风速<~<箱内加热功率的最大波动<<<性能实验制冷机处增加测温点数(其余与箱外平均温度t,,,,同)箱内平均温度t()每二组数据间最大时间间隔tmin连续测量稳定工况时间th>>箱内附加热负荷占漏热量的比例连续测量稳定工况时间th>>实验装置漏热实验、制冷性能实验必须在恒温室内进行必须建造一座较大型的环境室。图一是典型冷藏集装箱生产厂的热工性能测试环境室及实验装置。风图测试室结构图恒温室对开大门导风百页表冷器轴流风机加热器加湿器辅助加热器集装箱门送风孔板静压室集装箱上制冷机组载箱铁轮架恒温室六个面均作隔热处理被测集装箱置于两组铁轮架上经铁轨送入室内箱门侧对着送风孔板箱体制冷机组在气流下游。空气处理设备均置于上风道中循环空气依次流过可调导风百页、表冷却器、轴流风机、加热器、加湿器、辅助加热器。这样空气经历了降温去湿、加热加湿处理最后流入静压室经送风孔板流出均匀地纵向流过集装箱周围测温区然后被吸入回风口继续循环流动。实验系统的控制:实验系统中涉及的控制对象主要有个即环境温度、环境湿度、和箱内温度。分别采用单回路调节器加以控制。所有温度测量均用Pt铂电阻温度传感器。温度、流量、压差及功率的测量值均由变送器输入计算机将测的参数与工况设定参数进行比较由计算机按PID控制方法控制相应的执行机构进行自动调节。计算机每隔一定时间采集一次数据判断工况的稳定性及温度的均匀性适时给出测量参数和曲线具有中英文屏幕显示和数据库保存历次测试结果的功能。实验方法与结果分析本实验应安排在全部强度实验完成之后漏热实验开始之前进行。图二漏气实验原理图流量调节阀压缩气源流量计压力表图示二为气密实验的原理图。分别把气源C调节阀M、流量计S、压力表P连接到冷藏集装箱的漏水器上。把调节阀M慢慢打开可以看到流量计S工作压力表P慢慢上升向冷藏集装箱内送气使箱内与箱外压差升至PaPa调整进气量使该压差保持分钟不变也就是说进气量和漏气量保持平衡时流量计指示的流量即为冷藏集装箱的漏气量。对只开设一个箱门的冷藏集装箱其漏气率按标准状态计不应超过每小时立方米每增设一个箱门的漏气率允许增加立方米。本实验是为了确定冷藏集装箱的漏热率应安排在气密实验合格后进行。漏热实验可采用冷源法和热源法它们均是一种平衡替代法。冷源法就是在箱内设置一个冷源使箱内处于低温而箱外则为高温模拟冷箱漏热的实际情况。因此冷源法实验最能真实反映冷箱的漏热情况但是在实际应用中很难找到一个可以稳定、连续地并且可以计量的冷源因此只能使用热源法来取代。热源法就是在箱内设置一个电加热器在电加热器加热时箱内温度将比箱外高因此热量是从箱内向箱外流的(正好同冷源法相反)。根据电热能量守恒的原理所有的电能将全部转变为热能由于电能很容易测量因此就很容易提供一个稳定、连续、并且可以计量热量的能源因此热源法就得到了普遍的应用。冷藏集装箱的漏热应以总漏热率U来表示单位为WK应由下式算出:U=Q(TT)式中:U总漏热率WKQ箱内加热器和风扇所耗功率之和WT、T箱内、箱外平均温度K为每个测试记录间隔未了测得的各个温度测值的算术平均值T平均壁面温度K通常T=(TT)图三是按照ISO标准规定绘制的冷藏集装箱漏热实验中稳定状态的图解曲线。图中列出了做漏热实验必须满足的实验装置的精度和实验时的温度条件。这样做既能满足ISO的要求又能使实验时保证最佳状态。从表一可看出ATP的要求比ISO、GB更高。图三漏热实验中稳定状态图解任何时候最冷和最热的温差不超过平均温度箱内气温最小温差箱外气温时间功率读数实验周期本实验是检验带有机械制冷机组的冷藏集装箱在给定的箱外温度为T下保持箱内给定温度为T的能力。温度环境温度min箱内温度融霜阶段起始阶段重新进入稳定工况进入稳定工况图四性能曲线实验实验时要求外部环境温度维持在()环境露点温度恒定在()对应干球温度下的相对湿度要求为()%箱内温度设定为。图示四是冷藏集装箱的性能曲线起始阶段由集装箱自带制冷机组给箱内降温系统运行一段时间后进入稳定工况继续运行则集装箱上制冷机组进入自动融霜阶段制冷机组停机融霜电热器工作箱内温度迅速上升融霜结束制冷机组恢复工作箱内温度迅速降低制冷机组又开始新一轮的工作循环。重新进入稳定工况为整个性能实验的有效阶段把此阶段的箱内平均温度与设定值比较以确定机组的制冷性能。在连续测定的有效工况内二者差值的绝对值越小则机组的性能越好。结论本文分析的冷藏集装箱热工性能实验方法适用于国际标准的大小不同的冷藏集装箱的性能实验。对国产和进口的冷藏集装箱的气密性、隔热性能及制冷性能的综合实验是一项经常性的工作以作为上级监管部门和制造厂对产品质量的监督、控制的依据。热工性能实验是保证冷藏集装箱质量的重要环节因此对冷藏集装箱热工性能实验方法的研究具有重要的理论和实际应用价值。ISO系列集装箱技术条件和实验方法第二部分:保温集装箱GB保温集装箱的技术条件和实验方法EECE,AgreementontheInternationalCarriageofPerishableFoodstuffsandontheSpecialEquipmenttobeUsedforSuchCarriage(ATP)[S],doneatGenevaonSeptember,BasicTestProceduresfortheTestingofVehiclesFreightContainersandRailCarsfortheTransportofPerishableProducts(BTP)[Z]IIRBulletin,,AgreementontheInternationalCarriageofPerishableFoodstuffsandontheSpecialEquipmenttobeUsedforSuchCarriage(ATP)[Z]刘训海。冷藏集装箱热工性能测试装置的研制。上海理工大学学报()汪兴达。英尺冷藏集装箱控制系统。数据采集与处理()

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