2 Основные транспортные характеристики

Основными общими свойствами насыпных и навалочных грузов, вли­яющими на технологию и технические средства перевозок и хранения являются сыпучесть, гранулометрический состав, смерзаемость, слеживаемостъ, сводообразование и т.п. Кроме этого, отдельные группы и виды насыпных Грузов имеют такие ярко выраженные специфические свойс­тва, как самовозгорание, взрывоопасность, коррозийность, токсичность, абразивность и другие.

Сыпучесть — способность насыпных и навалочных грузов перемещать­ся под действием силы тяжести, внешних динамических воздействий и внутренних сил трения и сцепления отдельных частиц.

Насыпные грузы, у которых начальное сопротивление сдвигу отсутс­твует, называются легкосыпучими; грузы, имеющие начальное сопротивление — плохосыпучими.

Начальное сопротивление сдвигу зависит от влажности, особенно для пылевидных и порошкообразных грузов, и с ее повышением увеличи­вается.

Подвижность (сыпучесть) груза характеризуется углом естественною откоса — наибольшим углом, который может образовать свободная поверхность штабеля с горизонтальной плоскостью.

Угол естественного откоса характеризует взаимную подвижность частиц груза, находящегося в покое ϕ и в движении ϕ_д. Первый можно определить при помощи полого цилиндра. В него засыпают груз и осторожно приподнимают над опорной горизонтальной поверхностью. Материал высыпается. Угол образующей конуса груза с опорной поверхностью — угол естественного откоса в покое.

Объемная (насыпная) масса груза характеризует массу единицы его объема в естественном состоянии, с учетом существующих между части­цами груза пустот. Эта величина устанавливается опытным путем, когда груз осторожно насыпают в мерную емкость (в отдельных случаях в ка­честве мерной емкости можно использовать полувагон) и сразу опреде­ляют его массу.

Объемная масса насыпных грузов зависит от гранулометрического состава, влажности и посторонних примесей; используется для расчетов производительности погрузочно-разгрузочных машин, площадей скла­дов, массы груза в вагоне и в других случаях; определяется с точностью до 10 кг/м³.

Влажность является одной из важнейших характеристик насыпных грузов и определяется гранулометрическим составом, условиями хранения. Чем больше в грузе мелких фрак­ций, тем выше может быть его влажность. Повышенной влажностью от­личаются грузы, извлекаемые из земных недр гидравлическим способом или прошедшие обогащение путем вымывания водой посторонних при­месей.

Для насыпных грузов различают: фактическую влажность (влажность в момент ее определения); кондиционную, при которой груз сохраняет свои качественные показатели; влажность безопасную в отношении смерзаемости. Повышение влажности груза выше кондиционной приводит к потере качества, а выше безопасной — к усилению таких свойств, как слеживаемостъ, смерзание, липкость и сводообразование, что, в свою очередь, вызывает повышение трудоем­кости и продолжительности грузовых операций.

Слеживаемостъ — свойство насыпных грузов терять сыпучесть при длительном хранении и в процессе перевозки. На слеживаемостъ оказывают влияние физико-химические свойства самого груза, влажность, ре­жимы хранения, климатические условия. К слеживающимся грузам от­носятся цемент, глина, известь, сода и др. При выгрузке таких грузов не­обходимо восстанавливать их сыпучесть, что требует значительных затрат материальных средств и трудовых ресурсов.

Сводообразование — явление самопроизвольного возникновения сво­дов из частиц навалочных и насыпных грузов над выпускными отверс­тиями бункеров, силосов, воронок. Это явление зависит от грануломет­рического состава, формы кусков, влажности, слеживаемости и других свойств груза. Сводообразование препятствует свободному истечению грузов при производстве разгрузочных работ из полувагонов и хоп­перов.

Смерзаемость — свойство грузов смерзаться при низкой температуре в крупные глыбы или монолит, трудно поддающиеся разрушению. Для каждого груза установлены пределы безопасной влажности, при которых смерзаемость исключается; в противном случае необходимо применять средства профилактики при погрузке или восстанавливать сыпучесть при выгрузке.

Гранулометрический состав характеризует процентное содержание частиц груза, линейные размеры которых находятся в определенных интервалах, и выявляется методом ситового анализа пробы груза.

Группы грузов		Размеры частиц, мм
Навалочные кусковые	Особо крупные	Свыше 320
	Крупнокусковые	От 160 до 320
	Среднекусковые	От 60 ло 160
	Мелкокусковые	Oт 10 до 60
Насыпные мелкофракционные	Крупнозернистые	От 2 до 10
	Мелкозернистые	Oт 0,5 до 2
	Порошкообразные	От 0,05 до 0,5
	Пылевидные	Менее 0,05

Крупность и однородность грузов учитываются при выборе парамет­ров рабочих органов подъемно-транспортного оборудования, в свою очередь максимально допустимые размеры кусков должны соответство­вать принятому оборудованию.

Смерзаемость насыпных грузов зависит от гранулометрического со­става, влажности груза, температуры окружающего воздуха, продолжи­тельности перевозки, тепловых характеристик груза.

Наиболее подвержены смерзанию грузы мелких фракций (измельчен­ные и пылевидные), грузы более крупных фракций смерзаются меньше.

Существенное влияние на смерзаемость грузов оказывает влажность. Влага в насыпных грузах находится в свободном и связанном состояни­ях. В свободном состоянии находится влага, размещающаяся в пустотах между частицами груза, на поверхности частиц в виде пленки, и частич­но влага, находящаяся в тонких порах твердых частиц, ближе к поверх­ности. В связанном состоянии находится влага в тонких порах.

Эксперименты показали, ЧТО свободная влага замерзает при темпера­туре 0⁰С; приграничная влага, входящая частично в свободную, замерзает при температуре от —0,1 до -30 ⁰С; прочно связанная влага не превраща­ется в лед даже при температуре —70 ⁰С. Таким образом для предотвращения смерзаемости достаточно удалить свободную часть приграничной влаги. Значение безопасной в отношении смерзания влажности для разных гру­зов различное и зависит от гранулометрического состава, свойств груза и температуры воздуха. Чем ниже эта температура, тем меньше значение бе­зопасной влажности. Температура окружающего воздуха зависит от времени года и климатической зоны перевозки насыпных смерзающихся грузов.