Вантажознавство. МВ до лабораторних та практичних занять

1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МОРСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра «Експлуатація морських портів»

В А Н Т А Ж О З Н А В С Т В О

Методичні вказівки, інструкції та завдання до лабораторних і практичних занять

Напрямок підготовки: 27 «Транспорт» Спеціальність: 275 «Транспортні технології (морський транспорт)»

Одеса – 2016

2

Методичні вказівки, інструкції та завдання до лабораторних і практичних занять розроблені Тихоніним Володимиром Івановичем – старшим викладачем кафедри «Експлуатація морських портів» Одеського національного морського університету.

Методичні вказівки, інструкції та завдання до лабораторних і практичних занять схвалені кафедрою «Експлуатація морських портів» ОНМУ 18 квітня 2016 р. (протокол № 32).

3

Методичні вказівки

Призначення лабораторних і практичних робіт – закріплення пройденого теоретичного матеріалу та розвиток навичок виконання досліджень прикладного характеру.

Звітністю по виконаній роботі є протокол, у якому вказуються:факультет, курс, група, прізвище та ініціали студента;найменування роботи;мета роботи;номер варіанта;

вихідні дані за варіантом;розрахунки з виконання роботи.

При проведенні розрахунків, спочатку приводиться розрахункова формула та необхідні пояснення до неї, а потім у формулу підставляються вихідні значення і отриманий результат.

Для всіх вихідних даних і результатів розрахунку вказуються одиниці виміру.

Розрахунки здійснюються з точністю, яка обумовлена вимірювальними приладами; ціною ділення шкал, діаграм і номограм; розмірністю (величиною) вимірюваного (розрахункового) показника:

розмірів (довжини, ширини, висоти, осідання судна й ін.) – які виражені в метрах з точністю до 1 мм, у сантиметрах – до 0,1 мм, у міліметрах – до 0,01 мм;

маси (ваги) – вираженої в кілограмах – до 1 г, у тоннах – до 1 кг;об'ємних (об'єми, питомі об'єми, щільність) та інших розрахунко-

вих показників – визначається розмірністю вихідних величин. При наявності цілої частини – не менш трьох значущих цифр (відмінних від нуля) після коми, а при відсутності цілої частини – не менш п'яти.

Протокол є основою для співбесіди з викладачем після закінчення виконання роботи й одержання заліку з неї.

Конкретні вказівки щодо виконання кожної роботи наведені в інструкціях, з якими студент зобов'язаний ознайомитися на занятті.

Лабораторна робота № 1. Визначення питомого навантажувального об'єму вантажу та коефіцієнтів використання приміщення

Мета роботи. Закріплення вивченого матеріалу щодо впливу транспортних характеристик вантажів на завантаження вантажних приміщень транспортних засобів.

Загальні вказівки. Ефективність експлуатації судна (транспортних засобів) багато в чому залежить від ступеня використання вантажомісткості (об'єму) W (м3) і розподіленої ваги (вантажопідйомності) Р (т) судна

4

(транспортних засобів) і його окремих вантажних приміщень. Комплексним показником, який характеризує одночасно W і Р, є питома вантажомісткість , (м3/т).

Крім правил сумісності вантажів, які визначають можливість перевезення в одному приміщенні декількох вантажів, оптимальне використання приміщення багато в чому залежить від транспортних характеристик вантажів, зокрема об'ємно-масових характеристик.

Основною об'ємно-масовою характеристикою вантажів є питомий навантажувальний об'єм U (ПНО), що показує, який середній об'єм займає одна тонна вантажу на судні.

Всі вантажі, залежно від ПНО, діляться на «легкі» та «важкі». «Легким» називається вантаж, ПНО якого більше , тобто, при за-

вантаженні на судно, вантаж займе весь об'єм приміщення, при цьому вантажопідйомність приміщення буде використана частково.

«Важким» називається вантаж, ПНО якого менше , тобто, при завантаженні на судно, вантаж займе частину об'єму приміщення, при цьому вантажопідйомність приміщення буде використана повністю.

Поняття «легкий» і «важкий» відносне, тому що для одного приміщення або судна вантаж може бути «легким», а для іншого – «важким».

В характеристиках вантажів приводиться середнє значення ПНО (або межи зміни його значень), на підставі якого здійснюються всі експлуатаційні розрахунки зі завантаження транспортних засобів. Тому на практиці можлива розбіжність розрахункових і фактичних величин ПНО.

Для забезпечення більше точних розрахунків, необхідно визначити ПНО вантажу при завантаженні певного приміщення судна. При цьому вихідними даними для розрахунку служать лінійні (габаритні) розміри вантажних місць (визначаються вимірами), маса брутто (трафаретна або визначена зважуванням) і характеристики вантажного приміщення (технічні характеристики судна).

Кожне вантажне місце характеризується габаритними (найбільшими) розмірами й масою місця брутто. Комплексним показником вантажного місця є питомий об'єм місця (UМ). Його значення є постійним і може бути змінено тільки при зміні розмірів (механічним шляхом) або маси (через зміну вологості, природне зменшення вантажу, розкрадання й ін.). Так як такі зміни для більшості генеральних вантажів неприпустимі, то можна вважати, що питомий об'єм місця залишається незмінним у процесі всього переміщення вантажу.

При розміщенні декількох вантажних місць поруч (у штабелі) неможливо їх розмістити так щільно, щоб між ними не було порожнеч. При завантаженні вантажного приміщення, порожнечі утворяться не тільки між вантажними місцями, але й між вантажними місцями та огородженням приміщення. Такі порожнечі тим більше, чим більше вантажне приміщен-

5

ня відрізняється від паралелепіпеда. При цьому об'єм повністю завантаженого приміщення буде більше, ніж сума об'ємів вантажних місць, які помістилися в нього.

Тому для визначення ПНО використовується коефіцієнт трюмного укладання (КТР), який враховує вищевказану залежність.

Значення КТР можна визначити за допомогою графіка (рис. 1). На рис. 1 найменування приміщень указані скорочено (трюм – тр., твіндек – тв.) з відповідним номером приміщення. Якщо найменування приміщення невідомо або КТР визначається в цілому по судну, то використовується крива лінія з індексом «С» (середнє).

Рис. 1. Графік коефіцієнтів трюмного укладання

Для визначення КТР необхідно розрахувати значення суми ширини й висоти вантажного місця (bМ + hМ), яке виражене в метрах.

Значення (bМ + hМ) відкладається на горизонтальній осі графіка (рис.

6

1) від якої проводиться угору перпендикуляр до кривої лінії, яка відповідає заданому приміщенню. Від точки перетинання цих ліній (перпендикуляра і кривої) проводиться горизонтальна лінія до перетинання з вертикальною віссю й визначається значення КТР. Значення КТР визначається з максимально можливою точністю, але не менш двох знаків після коми.

Наприклад, необхідно визначити КТР для вантажу з розмірами bМ = 80 см і hМ = 33 см для його розміщення у твіндеку № 3.

Визначаємо значення суми (bМ + hМ), яке виражаємо в метрах: 0,8 + 0,33 = 1,13. Відкладаємо це значення на горизонтальній осі графіка (вісь (b + h), м) – точка А (рис. 2). Від точки А проводимо угору перпендикуляр (вертикальну лінію) до кривої лінії, яка відповідає твіндеку № 3 (крива лінія з індексом тв. 3) і знаходимо точку перетинання Б (рис. 2). Від точки Б проводимо горизонтальну лінію (уліво) до перетинання з вертикальною віссю (вісь КТР) й знаходимо точку В (рис. 2).

Рис. 2. Схема визначення КТР

Визначаємо між якими найближчими значеннями КТР перебуває точка В. У цьому випадку це 1,3 і 1,4. Розділяємо цю ділянку умовно на 10 частин і визначаємо значення КТР, яке дорівнює 1,33.

Результат визначення КТР оформляється в наступному виді

(bМ + hМ) = 0,8 + 0,33 = 1,13 м → КТР = 1,33.

Якщо значення (bМ + hМ) менше або більше, ніж зазначені на графіку (рис. 1), то відповідна крива лінія продовжується в меншу або більшу сторону з тим ж масштабом осі (bМ + hМ). При цьому значення КТР буде наближатися до одиниці з наближенням (bМ + hМ) до нуля, тобто КТР не може бути менше одиниці.

Разом з тим, при штабелюванні вантажів, можливе перетинання (перекриття) габаритних об'ємів (VМ) поруч розташованих вантажних місць. Таке перетинання зв'язане або з відмінністю геометричної форми вантажу від паралелепіпеда, або з м'якістю тари (самого вантажу). При м'якій тарі відбувається деформація (зміна лінійних розмірів) вантажного місця під

7

впливом статичного навантаження, яке змінює габаритний об'єм. Після видалення такого впливу статичного навантаження, первісні розміри й об'єм вантажу відновлюються.

Ступінь перетинання габаритних об'ємів (VМ) при штабелюванні й завантаженні на судно враховується за допомогою коефіцієнта форми (КФ). Для вантажів у ящиках КФ = 1, у кіпах (стосах) КФ = 0,98, у тюках КФ = 0,95, у мішках КФ = 0,88, циліндричної форми КФ = 0,785. Якщо форма вантажу не відома, то КФ не враховується, тобто він прирівнюється одиниці (КФ = 1).

Таким чином, при розрахунку ПНО, необхідно використовувати коефіцієнт трюмного укладання (К ТР), який враховує зміну об'єму не тільки при завантаженні судна (КТР), але й особливості форми вантажу (КФ).

Робота виконується на прикладі завантаження одного вантажного приміщення судна.

Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта з табл. 1 вибирається шифр приміщення та вантажу.

Таблиця 1

За шифром приміщення в табл. 2 знаходиться рядок з відповідним шифром, і за цим рядком визначаються та виписуються:

найменування вантажного приміщення;вантажомісткість вантажного приміщення (W), м3;розподілена вага вантажного приміщення (Р), т.

За шифром вантажу в табл. 2 знаходиться рядок з відповідним шифром, і за ним для двох вантажів визначаються й виписуються:

вид тари;

розміри місця (ℓМ bМ hМ), см;маса місця брутто (gМ), кг.

Для вантажів циліндричної форми (бочка, барабан й т. п.) значення ℓМ і bМ дорівнюють діаметру, тобто ℓМ = , bМ = .

9

Потім повторюємо аналогічні дії для другого вантажу.

Далі визначаємо коефіцієнти трюмного укладання з урахуванням форми вантажів К ТР. Для цього, за заданим видом (формою) вантажу, визначаємо відповідний КФ і здійснюємо розрахунок

К ТР = КТР КФ.

Після чого розраховуємо ПНО обох вантажів U, м3/т

U = UМ К ТР.

Далі визначаємо питому вантажомісткість заданого вантажного приміщення судна , м3/т

= W / Р.

Значення U і визначаються (розраховуються) з точністю не менш ніж три знаки після коми.

Повнота використання W і Р приміщення залежить від співвідношення і U, при цьому зустрічається один із трьох варіантів:

а) обидва вантажі «легкі» (U1 > і U2 > ), W використовується повністю, а Р частково.

Вибираємо один вантаж, у якого U ближче до . Всі подальші розрахунки здійснюються тільки для цього вантажу.

Завантаження вантажного приміщення цим вантажем Q (т), визначається з виразу

Q = W / U;

б) обидва вантажі «важкі» (U1 < і U2 < ), W використовується частково, а Р повністю.

Вибираємо один вантаж, у якого U ближче до . Всі подальші розрахунки здійснюються тільки для цього вантажу.

Завантаження вантажного приміщення цим вантажем Q (т), визначається з виразу

Q = Р;

в) один із двох вантажів «легкий», а інший «важкий» (UТ < < UЛ). Всі подальші розрахунки здійснюються для двох вантажів. Завантаження вантажного приміщення цими вантажем QЛ і QТ (т),

визначається в результаті рішення системи двох рівнянь із двома невідомими

QТ + QЛ = P

QТ UТ + QЛ UЛ = W,

де UТ – ПНО «важкого» вантажу, м3/т; UЛ – ПНО «легкого» вантажу, м3/т;

QТ і QЛ – шукані величини, тобто, відповідно, кількість «важкого» і «легкого» вантажу, т.

Вибираємо вантаж, у якого U > . Це буде «легкий» вантаж, для нього приймаємо UЛ = U. Вантаж, який залишився – «важкий», для нього