105

©при закрытых дверях естественно–принудительная вентиляция малоэффективная;

©наилучшая вентиляция, когда направление движения ветра параллельно проходам между штабелями; ©не обеспечивает необходимую интенсивность воздухообмена для некоторых грузов; ©возможно образование застойных зон.

13.4. Морское судно и обеспечение сохранности

На груз во время морской перевозки воздействуют: üстатические и динамические нагрузки; üколебания температуры; üвозможность подмочки.

В обеспечении сохранности при перевозке участвуют: палуба, борта, продольные и поперечные переборки, двойное дно, пайол, люковые перекрытия, устройства для крепления груза и стока воды, системы регулирования параметров воздушной среды.

Высота укладки груза в трюмах может составлять более 8 м, статическое давление может привести к деформации груза, разрушению тары, повышению плотности, слеживаемости. Статические нагрузки можно определить следующим образом: Р = h / U – для штучных; P = h × r – для навалочных грузов.

Динамические нагрузки возникают при качке судна. На судно воздействуют следующиевиды качки: вертикальная, продольно–поступательная, поперечно–горизонтальная, килевая, бортовая, рысканье. При бортовой качке наибольшему воздействию подвергаются грузы, находящиеся в твиндеках и на палубе. Груз, находящийся на палубе также подвергается воздействию волны и ветра. На груз оказывает воздействие и вибрация от работающего двигателя.

Влияние температуры на сохранность грузов было рассмотрено ранее.

Нарушение влажностного режима перевозки может привести к серьезным повреждениям (а иногда и порче) многих грузов в результате их увлажнения (и, тем более, подмочки), которое может вызвать:

©активизацию деятельности микроорганизмов приводящие к гниению, плесневению; ©увеличение интенсивности дыхания, приводящие к преждевременному созреванию;

©появление подтеков и пятен на таре, что может послужить поводом для предъявления иска к перевозчику;

©активизацию процессов самосогревания, а иногда и самовозгорания.

13.5. Температурно-влажностные режимы перевозки и сохранность грузов

ØПричины несохранности грузов при перевозке, включая потери из-за естественной убыли массы, довольно многообразны. Подавляющее большинство их можно предотвратить или свести к минимуму риск появления еще до выхода судна в море. Это достигается такими мерами, как приведение судна в мореходное состояние, тщательный осмотр груза перед и в процессе погрузки, строгое соблюдение технологии грузовых работ, правильное размещение, укладка и крепление грузов, разумное и рациональное использование сепарационных материалов и пр.

К сожалению, все эти меры не устраняют опасности порчи грузов во время морского перехода в результате нарушения режима перевозки:

©нарушение температурного режима на рефрижераторных судах практически всегда связано с выходом из строя рефрижераторной установки, может вызвать порчу всего груза.

©нарушение влажностного режима перевозки, вызванное выходом из строя системы принудительной вентиляции грузовых помещений или в связи с неправильным ее использованием.

Последняя ситуация встречается в морской практике довольно часто и может привести к серьезным повреждениям и порче многих грузов в результате их увлажнения или подмочки, которые могут вызвать:

©активизацию деятельности микроорганизмов и, как следствие, гниение, плесневение, опасное для грузов растительного происхождения;

©увеличение интенсивности дыхания, что может привести к преждевременному созреванию; ©появление подтеков и пятен на таре, что может послужить поводом для предъявления иска к перевозчику, особен-

но при перевозке таких ценных грузов в мешках; ©активизацию процессов самосогревания и самовозгорания волокнистых натуральных и кормовых грузов и т.п.

Роль принудительной вентиляции в предотвращении этих повреждений очень велика и зачастую недооценивается перевозчиком.

Известно, что содержание влаги в воздухе при постоянном давлении зависит только от его температуры и относительной влажности, другими словами – от температуры точки росы. Чем выше точка росы, тем большее количество влаги содержится в воздухе. Исходя из вышеизложенного, становится ясной роль и значимость вентиляции грузовых помещений в различных климатических условиях морского перехода.

13.6. Микроклимат трюма в различных эксплуатационных условиях

ØНа микроклимат трюмов влияют следующие факторы: üбыстрая смена климатических зон;

üограниченность объемов трюмов и наличие в них источников тепло и влагообмена; üтемпература и влажность, направление и скорость движения воздуха; üрейсовое и суточные колебания солнечной радиации; üвысокая теплопроводность ограждений; üналичие и виды атмосферных осадков;

üконструктивные особенности грузовых помещений; üналичие и режимы работы технических средств регулирования микроклимата;

üналичие, масса, способ укладки и теплофизические свойств груза; üоткрытие или закрытие трюмов.

106

ØПри плавании в пределах одной климатической зоны, когда перепады температуры наружного воздуха не превышают 5 – 7° С, эффективность вентилирования невелика. Целесообразнее режим герметизации грузовых помещений, чтобы уменьшить влияние суточных колебаний температуры наружного воздуха.

ØПри плавании ссевера на юг (из холодных районов в более теплые) температура наружного воздуха в течение рейса будет постепенноповышаться, содержание влаги в нем будет естественно больше, поэтому нецелесообразно вентилировать грузовые помещения наружным воздухом, нагнетая туда лишнюю влагу. Существует реальная опасность конденсации влаги на поверхности холодного груза(особенно, если выгрузка предстоит в портах тропической зоны), для предотвращения этого следует вентилировать грузовые помещения в режиме«рециркуляция», повышая температуру трюмного воздуха и груза за счет контакта движущегося воздуха с нагревающимися (в результате повышения температуры наружного воздуха, солнечной радиации и пр.) металлическими конструкциями корпуса судна (борта, палубы и пр.). В противном случае, после открытия крышек люков в порту назначения, поверхность доставленного груза уже в течение нескольких часов будет увлажнена, когда в грузовые помещения устремится поток тропического наружного воздуха.

ØЗначительно повышается роль вентиляции при перевозках с юга на север (с тропических районов в более холодные).

При приемке груза в тропических портах температура трюмного воздуха и груза зачастую превышает30° С. Если выгрузка предстоит в порту назначения при температуре наружного воздуха около 5° С. То при погрузке в одном м3 трюмного воздуха содержится в 5 раз больше влаги, чем в наружном воздухе в порту выгрузки. Т. о. в грузовых помещениях может высвободиться достаточно большое количество воды, которая или будет впитана грузом, увлажняя его, или в виде конденсата осядет на более холодных поверхностях набора корпуса судна, стекая вниз и вызывая подмочку нижних ярусов груза.

Вентиляция в этих условиях должна работать (по возможности, при определенном соотношении параметров наружного и трюмного воздуха) в режиме «освежение», охлаждая груз и заменяя трюмный воздух на наружный(более холодный с меньшим содержанием влаги).

ØНеправильное вентилирование может еще более усугубить положение илучше совсем не вентилировать груз, чем вентилировать его неправильно.

13.7. Особенности тепло и массообмена при перевозке различных грузов

ØНавалочные грузы. Воздействие температуры подвергается масса груза глубиной0,6 ¸ 1 м от поверхности, бортов и днища трюма. Масса центральной части груза практическисохраняет температуру, которая была при погрузке. Особенности тепло и массообмена:

©начальное гигроскопичное состояние груза в трюме являетсяне стационарным, то есть в различных точках груза значение температуры и влажности разные;

©ход и характер изменения температуры и влажности груза в рейсе зависит отначального состояния груза и кли-

матической схемы перехода (N®S, S®N);

©при загруженном твиндеке температурное поле трюма зависит от температуры забортной воды; ©влага переходит к поверхностным слоям, приводя к их увлажнению и повышению коррозии; ©внутренняя масса груза может слеживаться.

Снижению слеживаемости способствует размещение груза только в трюмах или герметизация помещения.

ØГенеральные грузы. Центральная часть также имеет значительнуютемпературную инерцию, так как объем воз-

душных прослоек между единицами груза больше, то и глубина теплового воздействия больше. Под влиянием солнеч-

ной радиации днем подпалубное пространство сильнонагревается, а ночью охлаждается и возможна подмочка. Если есть осушительная установка, то она днем включается. Параметры трюмной атмосферы при перевозке гигроскопического груза в основномзависят от параметров груза. Если груз имеет низкую влажность, то повышение точки росы

трюмного воздуха при нагревании верхних слоев днем незначительно и не приводит к конденсации влаги на холодных участках. При высокой влажности возможно отпотевание груза.

ØНаливные грузы. В процессе перевозки наливного груза возможно его обводнение и интенсификациякоррозии. Обводнение недопустимо для многих видов наливных грузов.

Характер тепло и массообмена в танкерах определяется эксплуатационно-техническими особенностями танкеров:

©при загружаемом танкере более 80% груза находится ниже ватерлинии; ©на тепло–влажностные процессы вверхней части танка оказывают влияние: интенсивность и амплитуда суточ-

ного колебания солнечной радиации, температура, скорость и направление ветра, толщина газовой «шапки» над по-

верхностью груза; ©для подводной части, основным фактором, определяющим температуру груза, является температура забортной

воды в соответствующем слое и теплопроводность груза, бортов, днища, переборок.

Основным фактором, определяющим обводняемость и скорость коррозии– влажность над поверхностью груза в загруженном танке, влажность воздуха во всем танке при балластном переходе.

На основании анализа перевозки наливного груза можно сделать следующие выводы:

©влажность воздуха в загруженных танках высокая и зависит от первоначальной влажности, «малого дыхания» танка и от обводненности груза;

©объем, занимаемый газовой «шапкой», после работы воздухоосушительной установкибыстро насыщается влагой из груза;

©продолжительное продувание газовой «шапки» при перевозке легко испаряющихся грузов приводит к большим

количественно–качественным потерям;

©воздух при «вдохе» необходимо осушать, при «выдохе» свободно выпускать.

107

Конвективные потоки в грузе и перемешивание, вызванное качкой, способствуют выравниванию температуры груза с температурой забортной воды.

Малое «дыхание» танкера (танка) – изменение объема газовой «шапки» над грузом из–за изменения объема груза в

течение суток. Днем груз нагревается и расширяется, происходит «выдох», т. е. вытеснение наружу части газовой «шапки»с уменьшением ее объема. Ночью груз охлаждается, уменьшается в объеме и происходит «вдох», т. е. поступление наружного воздуха в танк с увеличением объема газовой«шапки». Большое «дыхание» – изменение объема газовой «шапки» над грузом из–за изменения объема груза в течение рейса вследствие изменения температурыокружающей среды. Большое «дыхание» также происходит при погрузке, выгрузке и смене груза.

13.8. Судовые средства регулирования микроклимата

Микроклимат грузовых помещений – совокупность состава температуры, влажности, давления, подвижности воздуха в данным момент времени.

Микроклимат должен соответствовать следующим требованиям:

©температурное поле должно быть равномерным во всем объеме груза и равно температуре окружающей среды;

©влагосодержание должно быть равно равновесному влагосодержанию системы «груз – воздух»;

©точка росы трюмного воздуха должно быть меньше температуры груза и ограждений в течение всего рейса; ©концентрация выделяемых в трюме газов не должна превышать допустимых условий.

По степени оснащенности техническими средствами регулирования микроклимата суда делятся на3 группы: А – с естественно–принудительной вентиляцией; Б – с механической системой вентиляции; В – с системой технического кондиционирования.

ØДвижущей силой естественно–принудительной системы вентиляции являетсяразность давлений в грузовых помещениях и снаружи, а также ветровое давление наружного воздуха. Воздух подается через дефлекторы и трубы воздухораспределительной системы. Дефлекторы ориентируются на судне в зависимости от зон распределения повышенного и пониженного давления (направления ветра), а также в зависимости от выполняемой функции (подача или уборка воздуха из помещения). В настоящее время не применяется.

Недостатки естественно–принудительной системы вентиляции:

üнедостаточный для многих грузов воздухообмен; üзависимость от аэродинамики надводной части судна; üзависимость от состояния погоды; üотсутствие подготовки воздуха.

ØМеханическая система вентиляции состоит извентиляторов (установленных в дефлекторах или шахтах) и уст-

ройств распределения воздуха. Воздух подается и забирается при помощи работывентиляторов. Основное требова-

ние к системе распределения воздуха – обеспечение аэрацией всех частях трюмов (твиндеков) без образования застойных зон. Для большинства грузов обеспечивается достаточно высокая (5 ¸ 7) кратность воздухообмена, а для режимных грузов до 15 ¸ 20. Механическая система вентиляции как правило проектируется для каждого грузового помещения.

Преимущества механической системы вентиляции: üпростота устройства и удобство в эксплуатации;

üнезависимость от аэродинамических характеристик надводной части; üотносительно высокая подача.

Недостатки механической системы вентиляции:

üзависит от состояния погоды; üне обеспечивается аэрация всего груза, эффективна только для верхних слоев груза, образуются застойные зоны;

üне эффективны и современныевоздухораспределительные устройства, которые не обеспечивают вентиляцию внутри массы груза.

Механическая система вентиляции является основной на современных универсальных судах. Основной недостаток кондиционирования – большая стоимость.

13.9. Вентиляция трюмов наружным воздухом

ØВентилирование грузовых помещений наружным воздухом производится с целью:

©выравнивания температуры груза с температурой наружного воздуха для уменьшения интенсивности процесса миграции влаги в грузе, которая происходит вследствие разницы температур различных слоев груза и может привести к переувлажнению или подмочке отдельных слоев груза (периферийных или центральных);

©удаления избыточной влаги, содержащейся в трюмном воздухе для предотвращения или снижения интенсивности образования конденсата на внутренних поверхностях набора корпуса судна или на поверхности груза.

ÚЗапрещается вентилировать грузовые помещения наружным воздухом в случае выпадения метеоосадков, в туман, морось, а также, если воздухозаборники систем трюмной вентиляции захлестываются волнами или брызгами волн.

ØВ случае, когда вентиляция грузовых помещений наружным воздухом запрещена или признана нецелесообразной, вентилировать грузовые помещения следует в режиме рециркуляции, если системы вентиляции позволяют это делать, с целью выравнивания температуры груза в различных зонах грузового помещения.

ØИсключительные случаи необходимости вентилирования грузовых помещений вне зависимости от параметров наружного воздуха (грузовые работы, самосогревание груза и др.) оговорены в Правилах перевозки грузов конкретных видов.

ØРешение вопроса о возможности и целесообразности вентилирования осуществляется с использованием психрометрической номограммы. Для правильного решения вопроса о вентилировании грузового помещения необходимо знать следующие параметры груза:

108

©температуру груза (tГР), которая определяется по данным грузоотправителя или непосредственным измерением. Если груз поступает на судно с неотапливаемых складов, то температура груза может быть принята как средняя температура наружного воздуха за последние 1 ¸ 2 недели до начала погрузки;

©влагосодержание гигроскопического груза (vГР), которое принимается по данным сертификата;

©равновесную относительную влажность воздуха (jГР), соответствующую равновесному состоянию груза по влагообмену с окружающим его воздухом. Определяется из диаграммы по величине влагосодержания vГР, либо по результатам измерений параметров трюмного воздуха после окончания погрузки;

©температуру точки росы воздуха (tГР), соответствующую равновесному состоянию груза с окружающим его воздухом. Определяется по психометрической номограмме по данным tГР и jГР.

©температурный запас груза (DГР) – разность между температурой груза(tГР) и температурой точки росы воздуха (tГР), соответствующей равновесному состоянию груза по влагообмену с окружающей средой: DГР = tГР – tГР.

Кроме того, для решения вопроса о целесообразности вентилирования необходимо определить температурный запас (дефицит точки росы) вентиляционного воздуха – разность между температурой приточного (наружного) воздуха и его температурой точки росы.

Во время морского перехода для решения вопроса о выборе режима вентилирования необходимо знать параметры наружного и трюмного воздуха, для чего может быть использована дистанционная аппаратура, или аспирационный психрометр, или термометр и гигрометр.

ØКритериальные условия возможности, целесообразности и необходимости вентилирования:

©Условие 1. Исключение конденсации водяных паров на грузе. Вентилирование грузового помещения возможно, если температура груза равна или больше температуры точки росы вентиляционного (наружного) воздуха.

©Условие 2. Эффективное охлаждение груза (при движении судна "с юга на север") – условие рекомендуемое. Вентилирование грузового помещения целесообразно, если температура точки росы воздуха в твиндеке равна или выше температуры наружного воздуха и(или) температура точки росы воздуха в трюме равна или выше температурыза бортной воды.

©Условие 3. Вентиляция помещений относительно сухим воздухом. Вентилирование грузового помещения целесообразно, если температурный запас вентиляционного воздуха (дефицит точки росы) равен или больше 3°С.

©Условие 4. Удаление влаги из грузового помещения. Вентилирование грузового помещения необходимо, если температура точки росы наружного воздуха ниже, чем температура точки росы трюмного воздуха. В этом случае влагосодержание трюмного (вытяжного) воздуха будет выше, чем у наружного и, следовательно, из грузового помещения будет удаляться избыточная влага.

©Условие 5. Вентиляция в режиме "освежение". Вентилирование грузового помещения наружным воздухом наиболее эффективно, если при вентиляции обеспечивается расчетный температурный запас груза. В этом случае не происходят ни сушка, ни увлажнение груза.

ØПри решении вопросов вентиляции необходимо проводить наблюдения за параметрами наружного и трюмного воздуха:

©до подхода судна к зоне начала вентилирования достаточно эпизодического наблюдения за параметрами наружного воздуха (не менее 2-х раз в сутки, преимущественно в 04 и 15 часов);

©после включения системы трюмной вентиляции замеры параметров наружного и трюмного воздуха производить не реже, чем через каждые 4 часа (в начале или конце каждой вахты), а также во всех случаях резкого изменения метеобстановки (туман, низкая облачность, изменение силы и направления ветра и др.);

©система вентиляции должна быть остановлена, если не соблюдаются критериальные условия возможности, целесообразности и необходимости вентилирования.

13.10. Построение графиков перехода

ØДля целого ряда случаев значение параметровокружающей среды для решения вопросовнеобходимости и воз-

можности вентиляции на переходе можно определить заранее. Для этого необходимо знать дату начала рейса и район плавания. По лоциям, Атласу океанов или гидрометеорологическим справочникам для конкретных или характерных пунктов на переходе определяются значениятемператур воды и воздуха, относительная влажность на данный сезон

и при помощи t–t диаграммы определяются точки росы наружного и трюмного воздуха. Далее строятся график перехода и сравниваются параметры в грузовом помещении с параметрами окружающей среды и решается вопросы о необходимости, возможности или невозможности вентиляции (см. лаб. раб. 10). Выводы делаются о вентиляции в каждой конкретной точке и по рейсу в целом, с учетом транспортных характеристик грузов.

При построении графика перехода приняты следующие условия:

üтемпература груза и точка росы воздуха в трюме(твиндеке) равны соответствующим значениям в порту от-

правления; üтемпература ограждений трюма равна

температуре забортной воды; üтемпература ограждений твиндека равна

температуре наружного воздуха.

При переходе из более холодной зоны в теплую (N®S) на графике указывается температура груза и точка росы наружного воздуха. При пе-

реходе из более теплой зоны в холодную (S®N) –

точка росы воздуха в трюме (твиндеке) и температура ограждений трюма и твиндека (рис. 35).