книги из ГПНТБ / Приходько Б.Г. Грузоведение и складское дело учебник

§ 32. ВЕНТИЛЯЦИЯ ГРУЗОВЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Вентиляция складских помещений и трюмов судов производится для поддержания в них оптимальных тепловлажност­ ных режимов, способствующих сохранению качества грузов, в част­ ности:

для повышения или понижения относительной влажности воз­ духа до уровня, предусмотренного условиями хранения того или иного продукта. В условиях поставок товаров обычно указывает­ ся оптимальная относительная влажность хранения товаров;

для охлаждения помещения и, следовательно, понижения тем­ пературы согревшихся грузов;

для постепенного обогревания помещения в целях устранения сырости полов и стен, а также для повышения температуры грузов; для удаления из грузовых помещений скопления газов, выде­ ляемых отдельными грузами (углями, рудами, нефтепродуктами,

химическими товарами, плодоовощами, фруктами и др.). Естественная вентиляция. Осуществляется путем регулирования

влажности и температуры воздуха в помещении с использованием для этого естественных колебаний температуры и влажности внеш­ ней среды.

Естественный тепловлажностный обмен протекает в условиях довольно сложных взаимосвязанных процессов поглощения и вы­ деления тепла и влаги, происходящих между внешней средой и воздухом грузовых помещений. Скорость и интенсивность протека­ ния этих процессов зависит от многочисленных факторов, свойст­ венных той или иной среде.

Внешняя среда. В атмосфере непрерывно происходит испаре­ ние и конденсация влаги. Вода испаряется с поверхности океанов, морей, озер, снега, льда, с поверхности влажной почвы, из расте­ ний. Скорость испарения воды прямо пропорциональна дефициту влажности подстилающего слоя воздуха, прилегающего к испаряю­ щей поверхности, и обратно пропорциональна атмосферному дав­ лению. Годовой и суточный ход испарения в атмосферу большей частью соответствует годовому и суточному колебанию темпера­ туры. Следовательно, при низких температурах земной поверх­ ности дефицит влажности, от которого зависит величина испарения, должен быть меньше, чем при высокой температуре. В годо­ вом разрезе максимальные испарения бывают летом и минималь­ ные — зимой. В течение суток испарение интенсивно происходит днем. Ночью воздух близок к насыщению, и испарение или зна­ чительно уменьшается или вовсе прекращается.

В тех местах, где имеется обилие влаги (на морях — круглого­ дично, а на материке — в зимнее время), суточные колебания аб­ солютной влажности проходят параллельно изменениям темпера­ туры воздуха, т. е. с одним максимумом в дневные часы и одним минимумом рано утром.

На материке в летнее время суточные колебания абсолютной влажности имеют два максимума (около 9 ч утра и между 20 и

238

21 часами) и два минимума (рано утром и между 15 и 16 часа­ ми). Эти явления вызываются естественными атмосферными про­ цессами. После утреннего минимума абсолютная влажность снача­ ла увеличивается (около 9 ч) благодаря нагреванию земной по­ верхности солнечными лучами. Перед полуднем развиваются мощ­ ные, вертикально идущие, конвективные токи, которые переносят пары воды в верхние слои. Вследствие этого абсолютная влаж­ ность в нижних слоях убывает. К вечеру конвекция прекращается, но, поскольку температура воздуха еще достаточно высока, про­ должается интенсивное испарение — воздух вновь обогащается парами, и наступает второй (вечерний) максимум абсолютной влажности воздуха. Ночью с понижением температуры испарение уменьшается или прекращается, тогда как расход влаги продол­ жается за счет переноса ее-ветром и конденсации на поверхности земли. Вследствие этого до восхода солнца абсолютная влажность уменьшается.

В распределении по земной поверхности абсолютная влажность приблизительно следует за температурой, т. е. убывает от эквато­ ра к полюсам.

Над морями круглый год относительная влажность составляет около 80%, в глубь материков она уменьшается.

С реда грузовы х помещений и открытых складов. При хранении грузов на открытых площадках тепловлажностный обмен проис­ ходит непосредственно между грузами и атмосферной средой. Обычно земная поверхность и многие грузы охлаждаются быстрее, чем воздух, поэтому в ночное время температура поверхности гру­ зов' становится ниже температуры воздуха. Когда поверхность груза охладится до температуры точки росы, на нем будет конден­ сироваться влага воздуха. Когда относительная влажность возду­ ха невелика, груз отдает влагу — усыхает.

При хранении под навесом их крыши принимают на себя выпа­ дающую влагу. Увлажняться могут только боковые штабеля. В ночное время грузы, боящиеся увлажнения, надо укрывать бре­ зентами или завешивать брезентами боковые стороны навесов.

В закрытых складских помещениях микроклимат несколько отличается от показателей внешней среды. При низких темпера­ турах наружной среды в складе теплее, а при высоких — холоднее При этом микроклимат каменных и деревянных складов, обладаю­ щих теплоизоляционными качествами, значительно отличается от микроклимата металлических складов, где тепловой обмен про­ исходит быстрее и интенсивнее.

Металлические склады днем сильно нагреваются солнечными лучами (иногда до 50—70° С) и вследствие радиационного тепло­ обмена передают тепло грузам, находящимся в складе. Влага из груза испаряется, и точка росы днем возрастает. В ночное время крыша и стены металлических складов быстро остывают и на внут­ ренних поверхностях конденсируется влага. Скорость испарения влаги из груза и конденсация ее на конструкциях склада тем быстрее, чем яснее погода. Капельная влага, стекающая с по­

239

верхностей крыш и стен, может увлажнить груз. Если металличе­ ские склады в дневное время открыты, то влага, испаряющаяся из грузов в результате конвективного воздухообмена, уходит из скла­ да (особенно когда наружный воздух суше), вследствие чего уско­ ряется влагоотдача из грузов— они усыхают. Поэтому в таких складах нельзя хранить грузы, легко испаряющие влагу (плодо­ овощи, фрукты, кожи, табак и др.).

Вентилировать металлические склады в дневное время, особен­ но в периоды сильной солнечной радиации, не следует. Их можно вентилировать, когда крыши и стены охладятся до температуры ниже точки росы внутреннего воздуха.

В отличие от металлических в каменных и деревянных складах радиационный теплообмен значительно меньше. Микроклимат в таких складах создается в основном за счет конвективного возду­ хообмена склада с наружным воздухом. Поскольку портовые скла­ ды не обладают плотностью закрытия, так как почти непрерывно проводятся перегрузочные работы при открытых дверях, то абсо­ лютная влажность складов всегда почти одинакова с наружной. Относительная влажность воздуха зимой в складе меньше, чем на­ ружного воздуха, поскольку в складе теплее. Летом в складе про­ хладнее, чем снаружи, поэтому относительная влажность в складе выше, чем наружного воздуха.

Внутри складов относительная влажность распространяется не­ одинаково. В верхних зонах температура обычно выше, а относи­ тельная влажность меньше, чем в нижних. У пола относительная влажность наибольшая. Днем у нагретых южных стен складов от­ носительная влажность меньше.

Среда грузовой массы. Теплообмен груза с окружающей сре­ дой и, следовательно, скорость прогревания или охлаждения груза определяются его теплопроводностью, которая зависит главным образом от свойств груза, характера тары и плотности укладки в штабеля. Влагообмен грузов с окружающей средой, а следователь­ но, скорость отдачи или поглощения влаги, также зависят от свойств грузов, упаковки, плотности укладки, от влажности, тем­ пературы внешней среды.

Влажность грузов при определенной температуре и относитель­ ной влажности стабилизируется. Такое состояние называется рав­ новесной влажностью. Степень равновесной влажности грузов мо­ жет быть различной. Для наилучшего сохранения грузов необхо­ димо стремиться к тому, чтобы равновесие влажности груза уста­ навливалось в пределах допустимой конденсационной влажности Между равновесной влажностью грузов, температурой груза и от­ носительной влажностью воздуха имеется зависимость, которая позволяет составить таблицы или графики условий равновесной влажности для различных грузов.

Влагообмен груза с окружающей средой начинается с поверх­ ности груза. По мере роста перепада концентрации влажности (высыхания на поверхности) идет движение влаги в сторону убы­ вающей концентрации, т. е. к поверхности. Поток влаги вызывает­

240

ся также и перепадом температур, он идет от теплых зон штабеля к холодным (поверхностным).

Для того чтобы приступить к вентиляции грузового помещения, надо располагать данными о тепловлажностных условиях выпаде­ ния атмосферной влаги (точки росы) и условиях равновесной влажности груза.

Точка росы зависит от абсолютной влажности воздуха. Чем больше воздух насыщен влагой, тем выше точка росы. Насыщение воздуха водяными парами растет с повышением температуры. Мак­ симальные весовые значения водяного пара для различных темпе­ ратур неодинаковы. Например, при температуре 0° С в 1 м3 насы­ щенного влагой воздуха содержится 4,84 г водяных паров, а при температуре 35° С — 39,18 г (табл. 4). Следовательно, относитель­ ная влажность насыщенного воздуха при любой температуре будет максимальной — равной 100%- Поскольку воздух атмосферы почти всегда ненасыщен, то относительная влажность изменяется в за­ висимости от изменения температуры воздуха.

В общем виде зависимость между точкой росы, температурой воздуха, влагосодержанием, относительной влажностью состоит в следующем:

при постоянном влагосодержании точка росы остается неизмен­ ной, а относительная влажность увеличивается с понижением тем­ пературы и уменьшается с ее повышением;

точка росы повышается, если относительная влажность увели­ чивается при неизменной температуре, что происходит при увели­ чении влагосодержания воздуха;

для того чтобы с повышением температуры относительная влаж­ ность была неизменной, надо увеличивать влагосодержание, и, следовательно, должна расти точка росы.

Оптимальные условия естественной вентиляции грузовых поме­ щений могут быть определены на основе измерений тепловлажпостных показаний внешней среды, грузовых помещений и самого груза. Для этих целей имеются различные измерительные прибо­ ры: психрометры, гигрографы, термографы, влагомеры и др. Для расчетов пользуются различными пособиями: психрометрическими таблицами, диаграммами, номограммами и линейками, построен­ ными на закономерной зависимости различных термовлажностных показателей воздуха и груза.

Психрометрической диаграммой можно пользоваться, когда температура воздуха выше нуля, поскольку аспирационные психро­ метры при низких температурах не обеспечивают точности изме­ рений. Для измерений параметров воздуха при отрицательных тем­ пературах пользуются гигрографами или гигрометрами, а темпе­ ратуру точки росы находят по табл. 37.

На основании измерений показателей воздуха внутри и снару­ жи помещения, а также температуры груза можно с помощью психрометрической таблицы установить, при каких условиях без­ опасно открыть помещение для вентиляции, имея в виду не допу­ стить обильной конденсации паров воздуха на грузах.

Т а б л и ц а 37

Помещение можно вентилировать, так как точка росы наружного воздуха ниже точки росы в помещении и температуры груза. Поэтому конденсация паров воздуха не произойдет.

Измерения в том же помещении, произведенные психрометром во время

С восходом солнца наружный воздух подогрелся, а влажность его повы­ силась до 85%. Более влажный воздух с точкой росы 1,7° будет оседать на более холодном грузе с температурой —2° С. Вентиляцию помещения следует прекратить, если в нем хранятся гигроскопические грузы.

1 Уровень относительной влажности и точки росы в зависимости от психро­ метрической разности берется из психрометрических таблиц.

242

Пример 6. Измерения производятся ранней весной, когда наблюдаются зна­ чительные колебания температур ночью и днем. В часы утреннего максимума влажности, когда грузы не успели нагреться после ночных заморозков, показа­ тели воздуха следующие:

Более влажный наружный воздух (85%) с точкой росы +1,7°, поступая в помещение, будет интенсивно оседать на холодный груз с температурой — Г.

Помещение вентилировать нельзя, если в нем хранятся гигроскопические грузы или такие грузы, для хранения которых установлена более, низкая отно­ сительная влажность.

Пример 7. Измерения производятся весной. Измерения, сделанные в 15 ч, показали:

Вентиляцию надо начать, так как точка росы в помещении выше темпера­ туры груза и уже началась конденсация паров и в связи с тем, что точка росы снаружи ниже, чем в складе. Измерения в том же помещении в 20 ч (начало вечернего максимума влажности) показали:

Таким образом, из рассмотренных примеров измерения показа­ телей воздуха и определения оптимальных условий естественной вентиляции грузовых помещений вытекает основной вывод: необ­ ходимо при размещении различных грузов на складах стремиться к тому, чтобы в одном и том же помещении складировать грузы с

одинаковыми показателями относительной влажности и темпера­ туры их хранения. При этом значительно расширяются возможно­ сти вентиляции помещений.

Для естественной вентиляции складов открывают двери и окна. При этом следует учитывать скорость и направление ветра. В без­ ветренную погоду обмен воздуха происходит медленно и идет в направлении убывающей концентрации паров воздуха. С ускоре­ нием ветра вентиляция усиливается. Если направление ветра сов­ падает с продольной осью' склада и в торцовых его стенах имеют­ ся двери, то в целях быстрого охлаждения грузов и многократной смены объемов воздуха в летнее время следует открыть одновре­ менно все двери, имеющиеся как в торцовых, так и в продольных стенах склада (рис. 54, а). В зимнее время, чтобы избежать пере­ охлаждения грузов и быстро сменить воздух, следует открв1ть только торцовые двери, а боковые держать закрытыми. В этом случае ток воздуха может быть достаточным для ускорения вен­ тиляции.

При отсутствии торцовых дверей открывают боковые двери с обеих сторон склада, с одной его стороны к дверям приставляют щиты, отражаясь от которых, ветер будет направляться в склад и выходить в противоположные Двери (рис. 54,6). При боковом направлении ветра (рис. 54, в) раскрываются двери с двух про­ дольных сторон склада. В целях лучшей вентиляции помещения по всей его высоте надо обязательно открывать и окна, особенно в безветренную погоду, так как более теплые пары воздуха подни­ маются к потолкам складов и после прекращения вентиляции не будут удалены из помещения (рис. 54, г).

Условия естественной вентиляции в трюмах судов более слож­ ны, чем на складах. Это вызвано тем, что суда перемещаются на значительные расстояния, совершая переходы до 600—800 км в сутки, и, следовательно, колебания температуры и влажности воз­ духа сопровождаются более частыми резкими изменениями. По­ этому на судах, не оборудованных искусственной вентиляцией, оп­ ределение точки росы и температуры грузов следует производить не реже четырех раз в сутки.

На судне, загруженном в условиях севера и затем совершающем переход в экваториальных широтах, влага более теплого и сырого воздуха будет конденсироваться на холодном грузе. И наоборот, если судно загружено в зонах жаркого климата, затем направля­ ется в зону с более низкой температурой, то происходит охлажде­ ние металлического корпуса судна и на внутренних его поверхно­ стях конденсируется влага теплого трюмного воздуха. Если в трюме погружены грузы различной влажности, то более сухие гру­ зы могут быть подмочены или приобретут высокую влажность от конденсирующейся влаги, выделяемой более влажными груза­ ми. Естественная вентиляция трюмов на судах производится при помощи специальных раструбов, установленных вдоль бортов суд­ на и опущенных сквозь палубу внутрь трюмов. Раструбы повора­ чивают в разные стороны по отношению к направлению ветра.

244

Один ряд раструбов становится нагнетательным, а другой — вы­ тяжным. Вентиляция в трюмах бывает поверхностная или прохо­ дящая через толщу грузов.

Поверхностная вентиляция применяется при перевозке навалоч­ ных грузов (углей, руд, химических грузов) с целью удаления скопляющихся на поверхности груза газов (рис. 55, а ) .

Вентиляция через толщу грузов производится при перевозке грузов, подверженных самонагреванию, выделяющих обильно вла­ гу или резкие запахи, и имеет целью проветривание всех слоев груза. Для этого по мере загрузки трюмов устанавливают венти­ ляционные желоба, сколоченные из досок, что способствует цир­ куляции воздуха по всей толще (рис. 55, б ) .

вентиляции трюмов:

Искусственная вентиляция. Такая вентиляция грузовых поме- . щений производится различными средствами, при помощи которых в помещениях создаются оптимальные показатели температуры и влажности воздуха независимо от состояния этих показателей вне помещений. При помощи таких средств вентиляцию можно прак­ тически производить в любое время.

Наиболее эффективными современными вентиляционными установками являются кондиционеры, посредством которых мож­ но создать в помещении желаемую температуру и влажность воз­ духа и непрерывно поддерживать их на заданном уровне. Как из­ вестно, резкие колебания показателей воздуха являются основной причиной увлажнения и согревания грузов, а затем появления про­ цессов разложения вещества продуктов.

В определенных условиях в отапливаемых складах путем ис­ кусственного повышения или понижения температуры можно со­ здать благоприятные условия вентиляции. Поскольку теплый воз­ дух всегда движется в направлении понижающейся температуры, то при обогреве помещения до более высокой температуры, чем

246