59. Определение объема навалочного груза в штабелях правильной геометрической формы.

Для определения объемов штабелей навалочного груза, имеющих правильную геометрическую форму, можно использовать два метода решения задач. Первый метод заключается в разложении сложных геометрических фигур на простейшие. В дальнейшем примем следую­щие обозначения:

R, r — радиус конуса по нижнему и верхнему основаниям, м;

D, d — диаметр конуса по нижнему и верхнему основаниям, м;

А, а — сторона квадрата основания пирамиды, ширина клина, м;

L, В, Н — длина, ширина и высота штабеля соответственно, м;

l, b — длина и ширина верхнего основания штабеля, м;

α — угол естественного откоса;

S — окружность основания штабеля, м.

Индексы: к — конус, п — пирамида, пр — призма, кл — клин, об — обелиск, у — усеченный горизонтальной плоскостью, о — отсе­ченный вертикальной плоскостью.

Для определения объема навалочного груза в штабелях правиль­ной геометрической формы используют известные из геометрии форму­лы. Считая навалочный груз по своему составу однородным, можно принять угол естественного откоса в различных частях штабеля одина­ковым. Тогда формулы для определения объемов штабелей, имеющих форму конуса, пирамиды и призмы (рис. 9), примут вид, приведенный в табл. 3.

Для практических расчетов по определению объемов штабелей правильной геометрической формы — конуса, пирамиды, призмы, клина, обелиска - рекомендуется использовать номограмму, приведенную на рис.

Метод коэффициентов формы заключается в том, что объем штабе­лей правильной геометрической формы определяется по общей фор­муле

V = vLBH,

где величина коэффициента формы v является характерной для опре­деленной формы штабеля и определяется по формулам, для:

конуса

пирамиды

60. Определение объема навалочного груза в штабелях неправильной геометрической формы.

Объем штабеля неправильной геометрической формы можно опре­делить способом параллельных вертикальных разрезов (продолговатый штабель) или способом тахеометрической съемки (округлый штабель). Способ параллельных вертикальных разрезов (рис. 12) заключается в том, что весь штабель мысленно разбивается параллельными пло­скостями на ряд блоков. Объем блока определяется как произведение полусуммы сечений F на расстояние между ними L.

Объем штабеля будет равен

,

где F_t — площадь поперечного сечения штабеля в i-м разрезе.

Площадь сечения F_i i-го разреза определяется как сумма площадей элементарных участков (трапеций и треугольников). Площадь элемен­тарного участка равна произведению полусуммы высот соседних пике­тов h на горизонтальное расстояние между ними а:

,

Точки, через которые пройдут секущие плоскости, необходимо на­метить и обозначить колышками на верхнем плато (ребре) штабеля в местах, где резко меняется конфигурация профиля. Между точками измеряются расстояния при помощи рулетки. На земле, параллельно осевой линии х—х, проводятся по обе стороны от штабеля две линии (а—а и b—b), на которых откладываются опорные точки (I, II и т.д.) на расстояниях, соответствующих расстояниям между аналогичными точками на осевой линии, так, чтобы точки а—х—b лежали на одной прямой, перпендикулярной осевой линии штабеля.

Съемка сечений штабеля может быть произведена при помощи ни­велира, теодолита, гидронивелира.

При работе с теодолитом прежде всего необходимо произвести разбивку пикетов (точек замеров). Лучше всего для этой цели пользо­ваться дальномером. При отсутствии его удобно пользоваться длин­ным (254-50 м) шнуром или проволокой с навязанными на них через равные промежутки (2-4 м) узлами.

На вершине штабеля в точке а на осевой линии забивается кол, к которому привязывается один конец разбитого на отрезки шнура. За другой конец шнур натягивается в прямую вдоль скоса штабеля и укрепляется за колышек в земле. Вертикальная проекция узлов на поверхность штабеля даст точки пикетов. В местах, где профиль шта­беля имеет резкие изменения (точки d; p), устанавливаются дополни­тельные пикеты. Горизонтальное расстояние между пикетами а зави­сит от расстояния между узлами на шнуре l₀ и угла между шнуром и горизонтом α. Величина α будет постоянной, если между узлами будет одинаковое расстояние. Горизонтальное расстояние между пикетами определится из формул:

;

;

где С — расстояние от осевой линии х — х до боковой (а — а или b— b), м;с — расстояние от боковой линии до конца шнура на земле (вы­читается, когда конец шнура ближе к штабелю, чем боко­вая линия, и прибавляется, когда дальше);

L — длина шнура от точки на вершине до точки на земле. На вершине штабеля х устанавливается нивелир или теодолит, а в пикетах, последовательно, нивелирная рейка с делениями. Тогда ординаты пикетов определятся:

где H₀ — ордината опорной точки, где стоит нивелир;

h_п — высота прибора над опорной точкой;

h_р — отсчет на рейке;

α — угол наклона трубы теодолита;

i — порядковый номер пикета.

Гидростатическое нивелирование производится при помощи гидро­нивелира (рис. 13), состоящего из двух стеклянных трубок (длиной 1,5 — 2 м), заключенных в металлические или деревянные футляры, на которых нанесены одинаковые шкалы. Трубки соединены между собой гибким шлангом (2-З м). В систему летом может быть залита подкра­шенная вода, зимой — глицерин со спиртом или керосин. Жидкости в обеих трубках должно быть до середины каждой из них. При уста­новке трубок в точки пикетов разность отсчетов уровней жидкости в трубках дает превышение одного пикета над другим.

61. Определение количества переработанного груза по осадке судна.

При перевозке массовых грузов количество груза часто определяют по осадке судна. При этом необходимо учитывать ряд факторов и осо­бенностей этого метода, который является приближенным, так как возможны большие погрешности в определении осадки, учете различных посторонних нагрузок и т. п. В принципе необходимо знать водоизме­щение судна до и после погрузки (выгрузки), а также количество раз­личных хозяйственных и прочих грузов, израсходованных или при­нятых судном за время грузовых операций. Искомая масса груза Q равна

Где D_K — водоизмещение по окончании грузовых операций, т;

D_Н — водоизмещение до начала грузовых операций, т;

q_К, q_Н — сумма переменных хозяйственных нагрузок судна (судовых запасов) в начале и в конце грузовых работ соответственно, т.

Для большей точности расчетов администрация судна должна са­мым тщательным образом учитывать прибывающие и убывающие хо­зяйственные материалы и снабжение. Массу топлива, воды, снабже­ния и материалов определяют по судовому и машинному журналам, инвентарным и материальным судовым книгам. Массу экипажа при­нято исчислять из расчета 12 человек с багажом — 1 т.

Водоизмещение судна определяют при помощи грузовой шкалы, имеющейся на каждом судне. Для точного определения водоизмещения необходимо знать плотность воды в порту в момент расчета, которую определяют ареометром. Плотность забортной воды нужно определять как среднюю из трех: у поверхности воды, у днища и по середине осад­ки

Водоизмещение судна определяют по формулам:

;

,

где V — объемное водоизмещение судна по грузовой шкале, м³;

D_T — водоизмещение судна по грузовой шкале, т;

ρ_Ф — фактическая плотность забортной воды, т/м³,

ρ_Ф — табличная плотность воды, указанная на грузовой шкале, т/м³.

Наибольшие трудности вызывает определение средней осадки судна, что связано с конструктивной формой подводной части, изги­бом и дифферентом судна. При вычислении средней осадки необходи­мо вводить поправки на отклонение штевней от перпендикуляров, диф­ферент и изгиб корпуса судна.

При определении осадки судна носом фиксируется отсчет по форш­тевню, а не по носовому перпендикуляру, который является расчетной линией. Вследствие этого в значении осадки носом появляется ошиб­ка

где d – дифферент судна, м.;

L_┴┴ - длина судна между перпендикулярами;

∆l – отстояние шкалы углубления форштевня от носового перпендикуляра, м.

Поправка осадки носом увеличивается с ростом дифферента и умень­шением осадки носом (так как растет ∆l). Величина этой поправки мо­жет достигать 5—7 см. Поправка отрицательна при дифференте на корму и положительна при дифференте на нос. В случае, если шкала углублений кормы не проходит по линии кормового перпендикуляра, такую поправку необходимо вводить и для осадки кормой.

где q – число тонн на один сантиметр осадки, т/см;

Т_М – средняя осадка судна по миделю, которая определяется как полусумма осадок по миделю правым и левым бортами, м.