2.3 Объемно-массовые характеристики грузов.

Грузы характеризуются линейными размерами, массой, объемной массой и удельным объемом, пористостью, гигроскопичностью, водопоглощением и другими свойствами.

В эксплуатационной практике плотность насыпных и навалочных грузов характеризуется объемной массой.

Объемной массой груза Z называется масса груза М, т, в единице объема V, м³.

Объемная масса используется для определения веса насыпных и навалочных грузов путем расчетов; объемная масса характеризует количество груза в единице объема с учетом скважистости и пористости вещества.

Удельная масса – это масса единицы объема груза с учетом суммарного объема внутренних пор и капилляров.

Плотность, удельную и объемную массу необходимо определять с точностью до сотых долей, так как ошибка даже на одну десятую при расчете массы продукта в 4-хосном вагоне приводит к разнице в 5-7 т груза.

Удельным объемом называется объем единицы массы груза, т. Е. Величина обратная объемной массе продукта.

Удельный погрузочный объем показывает, какой объем подвижного состава занимает в среднем 1 т груза:

,

где – объем ПС, занятый грузом, м³

– масса груза в ПС, т.

Объем навалочного (насыпного) груза в естественном состоянии зависит от величины свободного пространства (пор и капилляров).

Гигроскопичность является свойством материалов поглощать водяные пары из воздуха.

Водопоглощение - свойство впитывать материалом воду. Этот показатель определяется по разнице массы образца в насыщенном водой состоянии и в абсолютно сухом состоянии и выражается в процентах от массы сухого материала.

где М_н - масса материала в насыщенном водой состоянии, кг;

М_с - масса материала в сухом состоянии, кг;

Скважистость определяет наличие и величину пустот между отдельными частичками груза и оценивается коэффициентом скважистости:

ε_с = (V_шт – V_гр) / V_шт,

где V_шт – геометрический объем штабеля груза, м³;

V_гр – объем груза без учета суммарного объема пустот между отдельными его частицами, м³.

Водопоглощение различных материалов меняются в широком диапазоне: глиняного кирпича - 8-20%, бетона 1-3%, керамических материалов и изделий 1-2%.

Пористость материала определяет степень заполнения объема материала парами и определяется в процентах по формуле:

где Z – объемная масса материала, т/м³;

ρ – плотность материала, т/м³

Пористость характеризует наличие и суммарный объем внутренних пор и капилляров в массе груза и оценивается коэффициентом пористости:

ε_п = V_к / V_гр,

где V_к – суммарный объем внутренних пор и капилляров, м³.

Способность груза уплотняться характеризуется коэффициентом уплотнения (табл. 2.1.):

к_у = V^' _гр / V^''_гр,

где V^' _гр, V^''_гр – объем груза соответственно до и после уплотнения, м³.

Таблица 2.1 - Коэффициент уплотнения

Наименование груза	Коэффициент уплотнения	Наименование груза	Коэффициент уплотнения
Апатит порошкообразный Гипс Глинозем Земля формовочная Зола Известняк мелкокусковой и порошкообразный Криолит порошкообразный Мука	1,2 1,14 – 1,52 1,13 – 1,2 1,13 – 1,34 1,05 – 1,08 1,09 – 1,18 1,17 – 1,23 1,08 – 1,13	Опилки древесные Отруби Песок Сода кальцинированная Соль поваренная Торф Уголь каменный Цемент Шлак	1,29 – 1,4 1,3 1,16 – 1,29 1,08 – 1,17 1,11 – 1,14 1,11 – 1,14 1,2 – 1,21 1,15 – 1,19 1,2 – 1,28

Уплотнение происходит под действием на груз статических или динамических нагрузок, за счет заполнения пустых пространств и более компактного расположения отдельных частиц груза относительно друг друга. Степень уплотнения в значительной степени зависит от гранулометрического состава, пористости и скважистости груза.

Плотность – это масса однородного вещества в единице объема и выражается в кг/м³ или т/м³.

Плотность некоторых веществ приведена ниже:

- бензин - 0,69-0,72;

-газ - 0,79-0,85;

-нефть - 0,76-0,91;

- смола - 0,71-0,77;

- олифа - 0,94;

- молоко - 1,03;

- растительное масло - 0,91-0,97;

- спирт – 0,79

Влажность определяет процентное содержание влаги в массе груза. Влага может содержаться в массе груза в свободном и связанном состояниях. Различают абсолютную и относительную влажность груза.

Относительной влажностью W называется отношение массы жидкости q_м к массе влажного груза q_гр, %:

W = (q_м / q_гр) · 100,

q_гр = q_м + q_c,

где q_c – масса сухого груза, т

Абсолютная влажность W' представляет собой отношение массы жидкости к массе сухого груза, %

W' = (q_м / q_c) · 100.

В теоретических расчетах, как правило, используют абсолютную влажность, на практике чаще применяют относительную влажность, которая более наглядно дает представление о содержании влаги в массе продукта.

Для перевода относительной влажности в абсолютную и наоборот можно использовать формулу:

W = ;

W = .

Стандартами, техническими условиями и другими нормативными материалами устанавливают кондиционную влажность различных грузов, при которой вещество способно сохранять свои качественные характеристики. Отклонения влажности грузов от кондиционных требований приводят к порче или потере качества продукции.

Повышенная влажность ряда грузов усиливает крайне нежелательные для транспорта свойства (слеживаемость, смерзаемость, склонность к сводообразованию), а также приводит к налипанию груза на внутреннюю поверхность бункеров, кузовов подвижного состава и на рабочие органы погрузочно-разгрузочных машин и устройств.