Практические заанятия-укр

72

Точки А та В на рис. 2 можуть мінятися місцями.

Ці точки з'єднуємо прямою (рис. 2, б пряма А – В), 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 (рис. 2, б відрізок 5 лінії А – В) і знаходимо точку С, яка характеризує суміш.

Для точки С знаходимо найближчу нахилену пряму лініюj (рис. 2, б лінія 3) і визначаємо величину jСМ.

Від точки С проводимо горизонтально праворуч пряму лінію(рис. 2, б лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою шкали температур (рис. 2, б лінія 1) 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.

і повітря в приміщенні NСК.

Виписуємо вихідні данні – tН, jН, tСК, jСК, NН та NСК. На t-t діаграмі (рис. 1) знаходимо шкалу температур на якій розташовано значенняtН. Від точки tН

проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінією jН та з неї опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою «е» та знімаємо значення еН.

Знаходимо шкалу температур (рис. 1) на якій розташовано значенняtСК. Від точки tСК проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінією jСК та з неї опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою «е» та знімаємо значення еСК.

Наприклад (рис. 2). Знаходимо шкалу температур(рис. 2, б лінія 1) на якій розташовано 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) та з неї опускаємо вертикальну лінію (рис. 2, б лінія 7) до перетинання зі шкалою «е» та знімаємо значення еН.

Знаходимо шкалу температур (рис. 2, б лінія 1) на якій розташовано значення tСК. Від точки tСК проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, б лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінієюjСК (рис. 2, б лінія 3). Позначимо цю точкою буквою«В» (рис. 2, б) та з неї опускаємо вертикальну лінію (рис. 2, б лінія 7) до перетинання зі шкалою «е» та знімаємо значення еСК.

Далі розраховуємо параметри суміші за виразах

tСМ = (tН × NН + tСК × Nск) / (NН + NСК);

еСМ = (еН × NН + еСК × NСК) / (NН + NСК).

Знаходимо шкалу температур на якій розташовано значенняtСМ. Від точки tСМ проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію. На шкалі парціальних

тисків (шкалі «е») знаходимо значення е і від цієї точки проводимо нагору

СМ

вертикальну пряму лінію до припинення з лінією tСМ.

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

73

якій розташовано значення tСМ. Від точки tСМ проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 2, б лінія 2). На шкалі парціальних тисків (шкалі «е») знаходимо значення еСМ і від цієї точки проводимо нагору вертикальну пряму лінію (рис. 2, б лінія 7) до припинення з лінією tСМ.

©Якщо точка перетинання на полі діаграми, то пароутворення не відбувається.

©Якщо точка перетинання поза полем діаграми, то відбувається пароутворення (конденсація надлишкової вологи в повітрі).

Лабораторна робота № 10. Визначення режимів

вентиляції на переході

Мета роботи. Вироблення практичних навичок визначення параметрів повітря в конкретному вантажному приміщенні судна на переході та рішення питань про доцільність і можливість вентиляції.

Загальні вказівки. Великі матеріальні втрати під час перевезення приносить підмокання вантажів. Для забезпечення схоронності вантажу у вантажному приміщенні необхідно запобігти можливості конденсації вологи на вантажі, на огородженні приміщення, створити оптимальні температурно-воложностні умови для вантажу.

Універсальні суховантажні судна в основному обладнані тільки системою механічної вентиляції. На деяких суднах може зустрічатися система кондиціювання повітря (осушення зовнішнього повітря). Повну підготовку вентиляційного повітря можуть робити, як правило, тільки рефрижераторні судна. Тому основним способом підтримки необхідних параметрів повітря у відсіках -уні версального судна є вентиляція зовнішнім (непідготовленим) повітрям.

На універсальних суднах з твіндеками, поділ відсіку на трюм і твіндек не забезпечує їхню взаємну герметизацію. Тобто через поділяючу їх палубу проникають різні впливи (запах, пил, волога, вода й ін.), але такий вплив дуже повільний. Палуба між трюмом і твіндеком в основному приймає на себе статичні навантаження. Крім того, система розподілу повітря на суднах, як правило, розміщується так, щоб забезпечити окрему вентиляцію кожного вантажного приміщення. Тому в питанні вентиляції трюм і твіндек можна розглядати як різні (окремі) приміщення. При цьому треба враховувати те, що умови (параметри повітря та температура вантажу) у трюмі та твіндеку до вентиляції однакові, так як їхнє завантаження здійснювалося в порту при тих самих погодних умовах.

Температура огородження трюму визначається температурою забортної води, тому що в більшості випадків майже весь трюм знаходиться нижче ватерлінії. Температура огородження твіндека визначається температурами верхньої палуби, яка обмежує його зверху, і зовнішнього повітря, що визначає температуру надводних бортів. Загальною для трюму та твіндека є температура поділяючої їх палуби, яка дорівнює температурі повітря у відсіку (рис. 1).

Необхідність вентиляції з точки зору запобігання підмокання(випаданні вологи) визначається за співвідношенням значення температур предметів(ого-

74

родження, вантажу й ін.) у вантажному відсіку (ti) і точки роси повітря(tО) у цьому відсіку (трюмі та твіндеку). Так як система вентиляції володіє певної інерційністю (поки включать, доки зміняться параметри повітря у всьому приміщенні й ін.) застосовується так званий «температурний запас вантажу» (Dt). Для більшості вантажів Dt приймається рівним 3°С. Наявність температурного запасу вантажу (Dt) дає певний запас часу для вживання заходів для запобігання підмокання. До того ж наявність Dt згладжує наслідки впливу епізодичного коливання температури.

Рисунок 1 – Схема розподілу температур у відсіку судна

При вентиляції вантажного приміщення, у будь-якому разі, не повинні погіршитися параметри, які пов'язані з конденсацією вологи. Тому можливість вентиляції визначається за співвідношенням значення температур предметів (огородження, вантажу й ін.) у вантажному приміщенні(ti) і точки роси зовнішнього повітря (tН).

Крім запобігання підмокання вантажу, вентиляція обумовлює необхідний для забезпечення схоронності повітрообмін, який вимагають транспортні характеристики деяких вантажів. Тому після рішення питань про необхідність і можливість вентиляції, виникає питання про доцільність вентиляції.

За лоціями, Атласом океанів, гідрометеорологічними довідниками та довгостроковими прогнозами погоди можна до початку рейсу, з достатньою вірогідністю, визначити параметри навколишнього середовища (температуру повітря, води та відносну вологість й ін.), зробити висновки про режими вентиляції та зробити вибір типу судна, необхідного для перевезення.

У роботі вирішуються питання: необхідності, можливості та доцільності вентиляції, а також вибору типу судна. Визначення необхідних параметрів здійснюється за допомогою t-t діаграми (рис. 2).

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з табл. 1:

üтемпературу сухого термометра психрометра (tC), °С; üтемпературу вологого термометра психрометра (tВЛ), °С; üтемпературу вантажу (tГР), °С;

üтемпературу верхньої палуби (tП), °С;

üтемпературу забортної води (tВОД) і повітря зовні (tВ), °С;

76

üвідносну вологість повітря зовні (j), %. Таблиця 1

Визначаємо температуру огородження трюму та твіндека (див. рис. 1): üогородження бортів та нижньої палуби (дна) трюму – tТР = tВОД; üпалуби, що розділяє трюм і твіндек – tР = tC;

üогородження бортів твіндека – tТВ = tВ;

üпалуба, що закриває твіндек та весь відсік (люкові закриття) – tП.

Ø1. Рішення питання про необхідність вентиляції здійснюється за параметрами повітря та предметів усередині відсіку.

Знаходимо на t-t діаграмі (рис. 2) 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 ліній tС і tВЛ.

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою t і знімаємо значення точки роси повітря у відсіку– tО. Вертикальну лінію для визначення значення t можна вести як донизу, так і нагору.

Наприклад (рис. 3). Знаходимо шкалу температур (нахилена градуйована пряма лінія (рис. 3, лінія 1)) на якій розташовані обоє значення – tC і tВЛ.

Від точки tВЛ проводимо криву лінію нагору ліворуч (рис. 3, лінія 3), а від точки tC проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 3, лінія 2) до перетинання ліній tС і tВЛ.

Із точки перетинання опускаємо вертикальну лінію (рис. 3, лінія 5) до перетинання зі шкалою t і знімаємо значення точки роси повітря у відсіку – tО.

Порівнюємо tО з температурою предметів у трюмі та твіндеку, при цьому може виникнути одна з 3 наступних ситуацій:

1. Якщо (tО + Dt) < ti, то вентилювати не потрібно;

77

2.Якщо tО < ti £ (tО + Dt), то вентилювати рекомендується;

3.Якщо tО ³ ti, то вентилювати потрібно.

Рисунок 3 – Побудови на t-t діаграмі

Для трюму значення ti для порівняння – tГР, tТР, tР, а для твіндека – tГР, tТВ,

tР, tП.

Наведені умови розписуємо окремо для трюму, твіндека та кожного значення ti з відповідним коментарем(не потрібно, рекомендується, потрібно) та поясненням – чому.

Наприклад, так як tО > tТР (14 > 10), то трюм вентилювати потрібно. На підставі цього здійснюємо наступні висновки:

©якщо для всіх ti приміщення – не потрібно, то це приміщення вентилювати не потрібно;

©якщо хоча б для одногоti приміщення – рекомендується, то це приміщення вентилювати рекомендується;

©якщо хоча б для одногоti приміщення – потрібно, то це приміщення вентилювати потрібно.

Ø2. Рішення питання про можливість вентиляції здійснюється за параметрами повітря зовні та предметів усередині відсіку.

Знаходимо на t-t діаграмі (рис. 2) шкалу температур на якій знаходиться значення температури повітря зовні (tВ) та від неї проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію до перетинання з нахиленою прямою лінією відносної вологості повітря зовні (j).

©Якщо на t-t діаграмі є нахилена пряма лінія відповідна заданій відносній вологості повітря зовні (j), то на ній знаходимо точку перетинання з лінією температури повітря зовні (tВ). Від цієї точки опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою t і знімаємо значення точки роси зовнішнього повітря– tН.

©Якщо на t-t діаграмі немає нахиленої лінії відповідної заданої відносної вологості повітря зовні(j), то знаходимо дві нахилені прямі лінії між якими розташоване задане значення j. Лінія температури повітря зовні (tВ) проходить

78

через ці лінії. Отриманий відрізок, обмежений цими двома нахиленими лініями, розділяємо так, щоб на ньому з'явилася точка відповідна значеннюj. Від цієї точки опускаємо вертикальну лінію до перетинання зі шкалою t і знімаємо значення точки роси зовнішнього повітря – tН.

Наприклад (рис. 3).Знаходимо шкалу температур (рис. 3 лінія 1) на якій знаходиться значення температури повітря зовні (tВ).

Від точки tВ проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію(рис. 3, лінія 2) до перетинання з нахиленою прямою лінією відносної вологості повітря зовні (j) (рис. 3, лінія 4).

©Якщо є нахилена пряма лінія (рис. 3, лінія 4) відповідна заданій відносній вологості повітря зовні (j), то на ній знаходимо точку перетинання з лінією температури повітря зовні (tВ) (рис. 3, лінія 2). Від цієї точки опускаємо вертикальну лінію (рис. 3, лінія 5) до перетинання зі шкалоюt і знімаємо значення точки роси зовнішнього повітря – tН.

©Якщо немає нахиленої лінії відповідної заданої відносної вологості повітря зовні (j), то знаходимо дві нахилені прямі лінії(рис. 3, лінії 6) між якими розташоване задане значення j. Лінія температури повітря зовні (tВ) (рис. 3, лінія 2) проводиться через ці лінії. Отриманий відрізок А – В, обмежений цими двома нахиленими лініями (рис. 3, лінії 6), розділяємо так, щоб на ньому з'явилася точка відповідна значеннюj. Від цієї точки опускаємо вертикальну лінію (рис. 3, лінія 5) до перетинання зі шкалою t і знімаємо значення точки роси зовнішнього (навколишнього) повітря – tН.

Порівнюємо tН з температурою предметів у трюмі та твіндеку, при цьому може виникнути одна з 3 наступних ситуацій:

1.Якщо (tН + Dt) < ti, то вентилювати можна;

2.Якщо tН < ti £ (tН + Dt), то вентилювати не рекомендується;

3.Якщо tН ³ ti, то вентилювати не можна.

Для трюму значення ti для порівняння – tГР, tТР, tР, а для твіндека – tГР, tТВ,

tР, tП.

Наведені умови розписуємо окремо для трюму, твіндека та кожного значення ti з відповідним коментарем (можна, не рекомендується, не можна) та поясненням – чому.

На підставі цього здійснюємо наступні висновки:

©якщо для всіх ti приміщення – можна, то це приміщення вентилювати можна;

©якщо хоча б для одногоti приміщення – не рекомендується, то це приміщення вентилювати не рекомендується;

©якщо хоча б для одного ti приміщення – не можна, то це приміщення вентилювати не можна.

Ø3. Рішення питання про доцільність вентиляції здійснюється на підставі раніше зроблених висновків про необхідність і можливість вентиляції.

При цьому можуть виникнути наступні ситуації:

©якщо вентиляція не потрібна, але можлива або неможлива та не рекомендується – то вона не здійснюється;

79

©якщо вентиляція рекомендується або потрібна та можлива– то вона здійснюється;

©якщо вентиляція потрібна або рекомендується, але неможлива або не рекомендується – то вирішується питання до яких параметрів необхідно змінити вентиляційне повітря.

У перших двох випадках для перевезення підходить будь-яке універсальне суховантажне судно.

Для останнього випадку здійснюємо розрахунок про можливість зміни параметрів повітря. Для цього визначаємо те мінімальне значенняtMIN, яке дозволить здійснити вентиляцію, °С

tMIN = min {ti} – 3.

Для трюму значення ti для порівняння – tГР, tТР, tР, а для твіндека – tГР, tТВ,

tР, tП.

Наведені умови розписуємо окремо для потрібного приміщення(трюму, твіндеку).

Знаходимо на t-t діаграмі (рис. 2) шкалу температур на якій знаходиться значення tВ. Від точки tВ проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію. На шкалі t знаходимо значення tMIN через яке проводимо нагору або донизу вертикальну лінію до перетинання із прямоюtВ. Для точки перетинання визначаємо вологість повітря j, тобто мінімальну припустиму вологість зовнішнього по-

вітря jMIN.

Наприклад (рис. 3).Знаходимо шкалу температур (рис. 3 лінія 1) на якій знаходиться значення tВ. Від точки tВ проводимо горизонтально ліворуч пряму лінію (рис. 3, лінія 2). На шкалі t знаходимо значення tMIN через яке проводимо нагору або донизу вертикальну лінію (рис. 3, лінія 5) до перетинання із прямою tВ. Для точки перетинання визначаємо вологість повітря j (рис. 3, лінія 4), тобто мінімальну припустиму вологість зовнішнього повітря jMIN.

Визначаємо різницю (Dj) між цим значенням (jMIN) і фактичною вологістю зовнішнього повітря j, % (табл. 1)

Dj = j – jMIN.

На підставі значення Dj здійснюємо вибір типу судна:

©якщо Dj £ 15, то підходить універсальне суховантажне судно з кондиціонером;

©якщо Dj > 15, то потрібно рефрижераторне судно.

Всі висновки та розрахунки за всіма розв'язуваними питанням приводяться в протоколі.

Лабораторна робота № 11. Визначення маси

гігроскопічних вантажів

Мета роботи. Прищепити вміння враховувати зміну маси насипних вантажів при зміні їх вологості.

Загальні вказівки. Вологість насипних вантажів суворо регламентується, тому що підвищена вологість призводить до їхнього псування, а іноді до само-

80

займання.

Навіть незначна зміна вологості, при досить великих об'ємах перевезення насипних вантажів, призводить до значної розбіжності фактичної(визначеної при розвантаженні) кількості (QК) вантажу із завантаженою (зазначеною у документах) (QН). Така розбіжність, при незнанні цієї особливості насипних вантажів, може викликати питання про «нестачу» або навіть «контрабанду» вантажу. Насипні вантажі є гігроскопічними й для них, як і іншої гігроскопічних, норми природного зменшення (рос. убыли) не встановлюються.

Вологість більшості насипних вантажів(особливо зерна) може змінюватися з багатьох причин: поглинання вологи з навколишнього середовища, випар, дихання, проростання, дозрівання й ін.

Зерно різних культур має здатність поглинати(сорбція) з навколишнього середовища пари різних речовин і гази, тобто володіє сорбційною ємністю.

Пари та гази за певних умов можуть повністю або частково звітрюватися із зернової маси (десорбція) у навколишній простір.

Особливе значення в практиці зберігання та всіх операцій із зерном має гігроскопічність, тобто здатність зерна до сорбції та десорбції парів води.

Залежно від відносної вологості повітря та вологості насипного вантажу частина води випаровується з нього (десорбція) або, навпаки, поглинається (сорбція). Через певний час між кількістю води у вантажі та відносній вологості повітря встановлюється рівновага. У момент рівноваги пружність водяної пари в повітрі дорівнює пружності пару над поверхнею вантажу, тому не відбувається його усихання або зволоження.

Така рівновага встановлюється не відразу. Обмін вологою особливо енергійно проходить у першу добу та триває інтенсивно протягом перших трьох діб. Остаточна рівновага може встановитися майже через місяць, а іноді й більше.

Чим вище відносна вологість повітря, тим вище пружність водяних парів й тим більше відповідна їй рівноважна вологість вантажу.

Значення рівноважної вологості також залежить від температури вантажу та повітря, а також від особливостей анатомічної будови і хімічного складу зерна. Рівноважна вологість зерна злакових культур практично коливається в межах від 7% при відносній вологості повітря 15 – 20% до 33 – 36% при відносна вологості повітря 100%.

На практиці вологість вантажу визначають за допомогою стандартних вологомірів або шляхом зважування проб зерна до й після його сушіння, із проведенням відповідних розрахунків.

У даній роботі розглядається зміна вологості насипного вантажу, яка зв'- язана тільки з його гігроскопічними властивостями.

Вологість насипного вантажу при завантаженні(wН) і при розвантаженні (wК) у цьому випадку залежить від відносної вологості повітря при завантаженні (jН) і при розвантаженні (jК) або на початку та наприкінці зберігання або перевезення.

У роботі розрахунки здійснюються окремо для трьох видів насипних вантажів: пшениці, жита і ячменю.

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо з