Практические заанятия-укр

62

üмаксимальну температуру вантажу на переході (tMAX), °С; üщільність вантажу за довідником (r20), т/м3.

Залежно від значення щільності вантажу r20 з табл. 3 визначаємо коефіцієнт об'ємного розширення b.

Таблиця 3 – Коефіцієнти об'ємного розширення нафтопродуктів

Для цього знаходимо в табл. 3 рядок із двома значеннямиr, між якими попадає задане значення r20, і, навпроти, зі стовпчика b вибираємо його значення.

Наприклад, r20 = 0,9932 т/м3. Знаходимо в табл. 3 значення r, між якими перебуває значення 0,9932. Це останній рядок третього стовпчика де межи змі-

ни r = 0,9900 – 1,0000, тобто 0,9900 < 0,9932 < 1,0000. У сусідньому стовпчику

(праворуч) за цим рядком визначаємо значення b = 0,000515.

Знаючи температури при наливі tН і максимальну на переході tMAX, розраховуємо щільність при наливі rН та максимальній температурі rMAX, т/м3

rMAX = r20 + b × (20 – tMAX); rН = r20 + b × (20 – tН).

Розрахунки rН та rMAX необхідно робити з тією же точністю, з якої наведено b.

За каліброваними таблицями танків (табл. 1) знаходимо для заданого танка максимальний об'єм (ємність) VMAX, який може зайняти вантаж при tMAX.

Для цього в табл. 1 знаходимо заданий танк і у відповідному стовпчику об'єму (ємності) вибираємо максимальне (найбільше) значення із всіх наведених у цьому стовпці.

Визначаємо розрахункову масу вантажу QР при цій температурі, т

QР = VMAX × rMAX.

Так як кількість (маса) вантажу від температури не залежить, то можемо

Для подальших розрахунків необхідно найти табличний об'ємVТ (м3), значення котрого найбільш близьке до розрахункового об'єму VН.

По відповідному танку в каліброваній таблиці(табл. 1) знаходимо об'єм (м3), значення якого найбільш близьке до розрахункового об'єму VН. При цьому

63

можливий один з 2 випадків:

1.Якщо VТ співпадає з VН, то VТ знайдено та можливо переходити до визначення інших табличних значень;

2.Якщо VТ та VН не співпадають, то находження VТ може здійснюватися

«на око» або по нижче наведеному алгоритму.

©Якщо VТ визначено «на око», виписуємо його значення та можливо пе-

реходити до визначення інших табличних значень.

©Визначення VТ по алгоритму, полягає в наступному. В табл. 1 для зада-

ного танка в колонці об'єму (ємності) знаходимо два найближчих (сусідніх) об'- єми, між якими перебуває значення VН.

Позначимо менше з них VМ, а більше – VБ.

Спочатку знаходимо різницю (прирощення) DVМ між VН і нижнім (мен-

шим) значенням VМ

DVМ = VН – VМ.

Після цього знаходимо різницюDVБ між VН і верхнім (більшим) значен-

ням VБ

DVБ = VБ – VН. ©Якщо DVМ > DVБ, то VТ = VБ.

©Якщо DVМ < DVБ, то VТ = VМ.

©Якщо DVМ = DVБ, то VТ = VМ або VТ = VБ на розсуд студента. Розрахунки VН, QР, DVМ, DVБ, DV здійснюються з точністю до трьох зна-

ків після коми.

Наприклад, VН = 380,37 м3, танк № 1. У каліброваній таблиці (табл. 1) та-

нка № 1 у стовпчику ємності значенняVН потрапить між 385,4 і 372,6, відпо-

відно VБ = 385,4 м3, а VМ = 372,6 м3.

Розраховуємо DVМ = 380,37 – 372,6 = 7,77 м3 і DVБ = 385,4 – 380,37 = 5,03

м3.

Так як DVМ > DVБ (7,77 > 5,03), то VТ = VБ = 385,4 м3.

ØПісля визначення VТ по строчці, яка відповідає його значенню, визначаємо (виписуємо) табличні значення:

üтабличного об'єму VТ, м3; üвисоти рівня вантажу hРТ, м; üвисоти порожнечі hПТ, м;

üкількість м3, яке треба залити (злити) у танк, щоб рівень вантажу змінився на 1 см m, м3/см.

Так як табличні значення VТ, hРТ, hПТ розташовані в одному рядку, то визначити їхнє значення можна не тільки за VТ, але й за hРТ або hПТ.

Алгоритм знаходження hРТ або hПТ за відомим (визначеним) значенням hУ або hП, аналогічний знаходженню VТ.

Визначаємо прирощення (зміну) розрахованого об'єму до табличного DV,

Так як VТ може бути як більше, так і менше VН, то значення DV може мати як позитивний (+), так і негативний (–) знак.

©якщо DV і Dh мають позитивний знак, то щоб одержати зVТ, hРТ і hПТ розрахункові значення, до них треба додати відповідне прирощення (зміну);

© якщо DV і Dh мають негативний знак, то щоб одержати з VТ, hРТ і hПТ розрахункові значення, від них треба відняти відповідне прирощення (зміну).

Тоді значення висоти рівня вантажу(hР) і порожнечі (hП) при наливі ви-

При визначенні hР й hП варто звернути увагу на знак і розмірність величин які додаються або віднімаються (hРТ, hПТ і Dh).

Розрахунки здійснюються з точністю до1 мм, тобто hР, hП – до третього знака після коми (так як вони в м), а Dh – до другого (так як воно в см). Розрахунки hР та hП здійснюються в метрах, тому hРТ, hПТ і Dh, при їхньому визначенні, повинні бути виражені в метрах.

На практиці часто-густо зустрічається й зворотне завдання, коли заміряють hП або hР не для питань завантаження танка, а для визначення за результатами вимірів кількості прийнятого вантажу на танкер або фактичну кількість вантажу на танкері після його перевезення морем, тобто розраховують Q і V.

Для цього в каліброваній таблиці(табл. 1) за значенням hП або hУ знаходять, за раніше описаним алгоритмом, величину hРТ, hПТ, VТ і m.

З рівняння 4 визначають Dh, а за рівнянням 3 – величину DV. Після чого з рівняння 2 визначається VН, а за рівнянням 1 – значення QР, що й було потрібно розрахувати.

Лабораторна робота № 9. Визначення режимів

вентиляції вантажних приміщень

Мета роботи. Вироблення практичних навичок визначення параметрів повітря в конкретному приміщенні до, після та у процесі його вентиляції зовнішнім повітрям.

Загальні вказівки. Для забезпечення схоронності вантажу у вантажному приміщенні необхідно запобігти можливості конденсації вологи на вантажі, на огороджені приміщення, створити оптимальні температурно-воложностні умови для вантажу.

Універсальні суховантажні судна та портові склади загального призначення, як правило, не мають спеціальних систем обробки вентиляційного(зовнішнього) повітря. Єдиним засобом регулювання тепло-воложностних параметрів у вантажних приміщеннях є вентиляція їх необробленим зовнішнім повітрям.

Можливість і доцільність вентиляції залежить від параметрів зовнішнього повітря та їхнього співвідношення з параметрами системи«вантаж – трюм

65

(склад) – зовнішнє повітря». Для рішення будь-яких питань, які пов'язані зі станом такої системи необхідно оперативно та з достатньою точністю визначати її параметри. Найбільш динамічною складовою цієї системи є зовнішнє повітря, і визначення його параметрів має першорядне значення.

Приладами для визначення потрібних параметрів повітря в приміщеннях та назовні є термометри та гігрометри.

Гігрометр показує відносну вологість повітря (j), принцип його дії заснований на зміні лінійного розміру певного матеріалу(волосся) при зміні вологості. Він простий в обігу та використанні, але його періодично необхідно калібрувати за допомогою вимірів відносної вологості психрометром.

Визначення відносної вологості повітря(j) за допомогою психрометра засновано на різниці температур змоченого(вологого) і сухого термометрів цього приладу. Ця різниця забезпечується за рахунок зниження температури змоченого термометра через випар вологи з його поверхні. Чим менше j, тим інтенсивніший випар і більше різниця температур.

Принцип дії психрометра заснований на фізичних законах, тому точність його вимірів залежить тільки від точності і якості його виготовлення. Так, при випаровуванні рідина переходить в газоподібний стан при температурі нижче за точку кипіння. Необхідна для цього теплова енергія(теплота випаровування) відповідає теплоті пароутворення. Джерелом її звично служить внутрішня енергія самої рідини, яка в результаті випаровування охолоджується.

Для виміру температури повітря в основному використовують рідинні термометри. При використанні психрометра його не змочений(сухий) термометр може також служити для виміру температури повітря.

Існує декілька діаграм залежності температури, відносної вологості та точки роси, але найбільше зручно користуватися t-t діаграмою вологого повітря. Використання t-t діаграми (рис. 1) дозволяє визначити точку роси, калібрувати (перевіряти точність виміру) гігрометри, визначати парціальний тиск пару. Тому основою для визначення параметрів повітря за показниками психрометра, є t-t діаграма.

На поле діаграми (рис. 1) під кутом 45° проведені градуйовані прямі (ціна ділення 1°С) насиченого паром повітря (j = 100 %). Паралельно їм, через проміжки вліво, нанесені нахилені прямі лінії меншого значення відносної вологості.

Від цих градуйованих ліній через кожний градус проведені: üгоризонтально вліво – прямі лінії температури повітря(сухого, тобто

звичайного термометра); üнагору та уліво– криві лінії температур змоченого(вологого) термо-

метра; üвертикально нагору та у низ– прямі лінії, які примикають до замикаю-

чих (обмежуючих) поле діаграми зверху та знизу градуйованих горизонтальних прямих ліній точок роси t.

Нижче поля діаграми розташована градуйована горизонтальна пряма -лі нія парціального тиску водяної пари (e, h).

67

Точка роси (t) це така температура, при якій досягається 100 % відносна вологість (повітря максимально насичене паром) і починається конденсація вологи (випадає роса).

Відносна вологість j = 100 % є граничною, при якій починається процес конденсації. Вона не може бути більше100 %, і якщо температура повітря або предмета менше t, то відбувається конденсація надлишкової(більше 100 %) вологи в повітрі або на предметах.

Конденсація вологи в повітрі відбувається через наявність у ньому мікроскопічних завислих твердих часток різного походження. Такі частки в повітрі є центрами конденсації або кристалізації (утворення сніжинок).

ôВолога з повітря випадає на предметах, які має температуру рівну або меншу t повітря.

[Всі побудови на t-t діаграмі здійснюються «подумки» (не рисуються), тому що будь-які побудови та відмітки бруднять діаграму, що може призвести її в повну непридатність для роботи.

Значення з t-t діаграми необхідно знімати з максимально можливою точністю.

Порядок виконання роботи. Робота складається з п'яти завдань. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з табл. 1 шифри вихідних даних для кожного завдання.

Таблиця 1

У табл. 2 за шифром вихідних даних і номеру завдання знаходимо та виписуємо для кожного завдання:

üтемпературу сухого термометра психрометра tC, °С; üтемпературу вологого термометра психрометра, tВЛ °С; üтемпературу повітря зовні (tН) і в складі (tСК), °С; üтемпературу огородження складу (tО) і вантажу (tГР), °С; üвідносну вологість повітря в приміщенні (j), %; üвідносну вологість повітря зовні (jН) і в складі (jСК), %;

üпропорції суміші повітря зовні (NН) і повітря в складі (NСК).

ØЗавдання 1. За допомогою психрометра визначена температура сухого термометра tC і змоченого (вологого) tВЛ. На підставі цих даних за t-t діаграмою

(парціальний тиск) водяної пари в міліметрах ртутного стовпа h і в мілібарах e. Таблиця 2

Виписуємо вихідні данні– tC та tВЛ. На t-t діаграмі (рис. 1) знаходимо шкалу температур (нахилена градуйована пряма лінія) на якій розташовані обоє значення – tC і tВЛ. Від точки tВЛ проводимо криву лінію нагору ліворуч, а від точки tC проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання лінійtC

і tВЛ.

Коли точка перетинання tC і tВЛ лежить на нахиленій прямій лінії паралельній шкалі температур, знаходимо величину j (%), як значення, яке наведене на цій лінії.

Якщо ж точка перетинання tC і tВЛ не лежить на нахиленій лінії паралельній шкалі температур, то величина j знаходиться інтерполяцією найближчих значень j, між якими вона перебуває. Тобто пропорційним діленням відрізку прямої лінії (tC), котрий з’єднує два значення j та проведенням подумки нахиленої лінії, з необхідним значенням j.

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалами t, h, e і знімаємо їхнє значення. Вертикальну лінію для визначення значень t можна вести як донизу, так і нагору.

Наприклад (рис. 2). Знаходимо шкалу температур (нахилена градуйована пряма лінія (рис. 2, а лінія 1)) на якій розташовані обоє значення– tC і tВЛ. Від точки tВЛ проводимо криву лінію нагору ліворуч(рис. 2, а лінія 3), а від точки tC проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, а лінія 2) до перетинання ліній tC і tВЛ.

Коли точка перетинання tC і tВЛ лежить на нахиленій прямій лінії паралельній шкалі температур (рис. 2, а лінія 4), знаходимо величину j (%), як значення, яке наведене на цій лінії.

Якщо ж точка перетинання tC і tВЛ не лежить на нахиленій лінії паралельній шкалі температур, то величина j знаходиться інтерполяцією найближчих значень j, між якими вона перебуває. Тобто пропорційним діленням відрізку прямої лінії (tC) (рис. 2, а лінія 2), котрий з’єднує два значенняj та про-

69

веденням подумки нахиленої лінії (рис. 2, а лінія 4), з необхідним значенням j.

Рисунок 2 – Приклад порядку побудов на t-t діаграмі

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію(рис. 2, а лінія 5) до перетинання зі шкалами t, h, e і знімаємо їхнє значення.

ØЗавдання 2. Задані tC (tВЛ) і j, необхідно знайти t, h, e.

Виписуємо вихідні данні – tC (tВЛ) та j. На t-t діаграмі (рис. 1) знаходимо шкалу температур на якій розташоване значення tС (tВЛ).

©Якщо задано tВЛ, то від точки tВЛ проводимо криву лінію нагору ліворуч до перетинання з нахиленою прямою лінією j.

©Якщо задано tC, то від точки tC проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінією j.

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалами t, h, e і знімаємо їх значення.

Наприклад (рис. 2). Знаходимо шкалу температур(рис. 2, а лінія 1) на якій розташоване значення tС (tВЛ).

©Якщо задано tВЛ, то від точки tВЛ проводимо криву лінію нагору ліворуч (рис. 2, а лінія 3) до перетинання з нахиленою прямою лінієюj (рис. 2, а лінія

4).

©Якщо задано tC, то від точки tC проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, а лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінієюj (рис. 2, а лінія 4).

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію(рис. 2, а лінія 5) до перетинання зі шкалами t, h, e і знімаємо їх значення.

ØЗавдання 3. Визначити, чи буде у вантажному приміщенні відпрівання (конденсація вологи), якщо його вентилювали вдень повітрям з параметрамиtН і jН, а вночі температура огородження стане tО, поверхні вантажу – tГР.

Виписуємо вихідні данні – tН, jН, tО та tГР. На t-t діаграмі (рис. 1) знаходимо шкалу температур на якій розташовано значення tН. Від точки tН проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінією jН. Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою t і знімаємо її значення.

Наприклад (рис. 2). Знаходимо шкалу температур(рис. 2, а лінія 1) на

70

якій розташовано значення tН. Від точки tН проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, а лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінієюjН (рис. 2, а лінія 4). Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію(рис. 2, а лінія 5) до перетинання зі шкалою t і знімаємо її значення.

Для того щоб зробити висновки порівнюємоtО й tГР із t. Якщо t більше або дорівнює однієї або обом відразу температурам у приміщенні(tО й tГР), то відбувається випадання вологи(відпрівання) на цьому предметі(предметах). Якщо ж t менше – волога не випадає.

В протоколі вказується де випадає волога– на вантажі; на огородженні; на огородженні та вантажі або вона не випадає взагалі.

ØЗавдання 4. Визначити параметри суміші повітря в складі (tСМ, jСМ, tСМ, hСМ, eСМ) після вентилювання, якщо в процесі вентиляції змішали дві частини (NН) зовнішнього повітря яке має параметриtН і jН з трьома частинами(NСК) складського повітря з параметрами tСК і jСК.

Виписуємо вихідні данні – tН, jН, tСК та jСК. Для всіх варіантів пропорція 2:3, тобто NН = 2 та NСК = 3. На t-t діаграмі (рис. 1) знаходимо шкалу температур (рис. 2, б лінія 1) на якій знаходиться обоє значення – tН та tСК.

¬Якщо на t-t діаграмі (рис. 1) немає шкали температур на якій знаходяться обидва значення – tН та tСК, то необхідно скористатися допоміжноюt-t діаграмою вологого повітря (рис. 3).

Від точки tН проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінієюjН. Позначимо цю точкою буквою «А». Від точки tСК проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з -на хиленою прямою лінією jСК. Позначимо цю точкою буквою «В».

Ці точки з'єднуємо прямою, яку ділимо на п'ять частин(тому що задано пропорцію NН = 2 до NСК = 3, які в сумі становить 5). Від точки, що характеризує зовнішнє повітря (А), відкладаємо дві частини і знаходимо точку С, яка характеризує суміш. Відкладати необхідну пропорцію можна й від точки В. Тоді від точки, що характеризує складське повітря(В), відкладаємо три частини і знаходимо точку С.

Для точки С знаходимо найближчу нахилену пряму лініюj і визначаємо

величину jСМ.

Від точки С проводимо горизонтально праворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою шкали температур на якій знаходиться значення tСМ.

Із точки С опускаємо вертикальну лінію (рис. 2, б лінія 7) до перетинання

зі шкалами t, h, e і знімаємо значення tСМ, hСМ, eСМ.

Наприклад (рис. 2). Знаходимо шкалу температур(рис. 2, б лінія 1) на якій знаходиться значення tН. Від точки tН проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, б лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінієюjН (рис. 2, б лінія 3). Позначимо цю точкою буквою«А» (рис. 2, б). Від точки tСК проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію(рис. 2, б лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінією jСК (рис. 2, б лінія 3). Позначимо цю точкою буквою «В» (рис. 2, б).