9.Объемно-массовые характеристики генеральных грузов.

Отдельное грузовое место характеризуется следующими размерениями: длина l, ширина b, высота h, объем v, масса брутто q. В эксплуа­тационных расчетах всегда принимаются габаритные размеры грузового места, а объем места представляет собой объем описанного парал­лелепипеда.

Удельным объемом груза (м³/т) называется объем единицы массы груза, он определяется как отношение суммарного объема грузовых мест к суммарной массе брутто грузовых мест:

Для груза, состоящего из грузовых мест одинаковых размеров и с одинаковой массой, можно определить удельный объем как отношение габаритного объема места к массе брутто.

Габаритный объем места u_м определяется как произведение его мак­симальных геометрических размеров — длины l, ширины b, высоты h — с учетом всех выступающих частей — планок, накладок и т. п, Фактический объем места удобно определить при помощи коэффициен­та формы k_ф по формуле

где для:

кипового и мешкового груза k_ф = 0,88-0,98;

груза цилиндрической формы k_ф = 0,785;

круговой бочки (клепка имеет вид дуги окружности)

параболической бочки (клепка имеет вид параболы)

D, d — диаметры бочки максимальный и у доньев соответственно.

При укладке груза в штабель объем штабеля будет превышать сумму объемов мест, так как между местами груза неизбежно остают­ся свободные пространства. Учесть это приращение объема можно путем введения коэффициента укладки K_ук которым называется от­ношение объема штабеля к сумме габаритных объемов мест груза:

Удельный объем штабеля определится:

где Q — масса груза в штабеле, т.

Коэффициент укладки зависит от величины ящиков и кип и при складировании принимается равным К_ук = 1,1…1,3. Коэффициент укладки зависит от формы и размеров мест, от способа и плотности укладки груза. Для грузов прямоугольной формы и катно-бочковых, уложенных ровными рядами, коэффициент укладки равен произведе­нию линейных коэффициентов укладки:

Линейным коэффициентом укладки называется отношение линей­ного размера штабеля к соответствующей сумме размеров мест. Он зависит от отношения линейного размера свободного пространства между местами к соответствующему размеру места:

где i, β, δ — размеры свободного пространства между местами по

длине, ширине и высоте соответственно, м; l, b, h — длина, ширина, высота места, м; L, В, H — длина, ширина, высота штабеля, м. Коэффициент укладки может быть вычислен с достаточной точ­ностью по формуле

Для катно-бочковых грузов, уложенных тройником или пятериком, и ящиков, уложенных со смещением на ширину планки, коэффициент укладки может оказаться меньше единицы, так как вы­сота штабеля в этом случае меньше суммы высот грузовых мест.

При укладке мелкоштучных грузов на поддоны потери полезной кубатуры грузовых помещений возрастают. По исследованиям П. Р. Ду-бинского, при пакетировании грузов их объем возрастает за счет не­плотности укладки отдельных мест в пакете от 1 до 11%, за счет поддо­на — от 13 до 40, за счет зазоров между пакетами — от 14 до 16%. Удельный объем пакетированного груза больше удельного объема того же груза при обычной укладке в 1,4-—1,6 раза. Коэффициент укладки пакетированного груза с увеличением высоты пакета уменьшается (СЛАЙД).

Удельным погрузочным объемом и (м³/т) называется объем, который занимает 1 т груза в трюме судна в среднем:

где W — объем (грузовместимость) трюма, занятый грузом, масса кото­рого равна Q.

.10 температурно-влажностные параметры воздуха и их определение.

В России действуют две температурные шкалы: термо­динамическая (абсолютная) и международная практическая (сто­градусная). Градус термодинамической шкалы обозначается симво­лом К (Кельвин), а температура — буквой Т. В международной прак­тической шкале температура выражается в градусах Цельсия (°С) и обозначается символом t. В Америке и Англии широко распростра­нены термометры со шкалой Фаренгейта (°F), у которых точка плав­ления льда обозначена 32°, точка кипения воды— 212°, а температура обозначается символом f. Перевод градусов одной шкалы в градусы другой шкалы производится по формуле:

Атмосферный воздух представляет собой смесь нескольких газов и водяного пара. Согласно закону Дальтона наблюдаемое барометри­ческое давление атмосферного воздуха равно сумме парциальных дав­лений сухого воздуха р_св и водяных паров р_п, т. е.

При 0° С и 760 мм рт. ст. плотность сухого воздуха равна 1,293 кг/м³, а водяного пара — 0,768 кг/м³, поэтому при одинаковых условиях влажный воздух легче сухого .

Зависимость параметров воздуха, насыщенного водяными парами, от температуры

Для характеристики влажности воздуха применяется несколько величин.

Упругость (парциальное давление) водяного пара выражается в миллиметрах ртутного столба (h мм рт. ст.), в миллибарах (е мбар) и, в соответствии с международной системой единиц СИ (ГОСТ 9867—61), — в ньютонах на квадратный метр (е Н/м²). Соотношение между единицами давления следующее: 1 мм рт. ст. = 133,312 Па; 1 мбар = 10² Па, 10⁵ Н/м² = 0,1 МПа; 1 кгс/см² = 9,80665 х 10⁴ Па = 980,665 мбар = 735,559 мм рт. ст. Максимальная упру­гость водяного пара Е (или Н) представляет собой давление водяного пара в состоянии насыщения относительно поверхности чистой воды и зависит от температуры (рис.). Если воздух содержит большее количество влаги, то излишняя влага находится в виде капель тумана, т. е. в жидком виде.

Рис. Схема зависимости точки росы от влажности воздуха

Абсолютной влажностью а называется масса водяного пара в 1 м³ смеси. Влагосодержанием d называется отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха. Влагосодержание обозначается через х (кг/кг), если масса пара принимается в килограммах, или через d (г/кг), если масса пара принимается в граммах (d = 0,001х).

Относительной влажностью воздуха называется отношение факти­ческого количества водяных паров к тому максимальному количеству, которое может содержать воздух при данной температуре, находясь в состоянии насыщения, т. е.

Точкой росы τ называется температура воздуха, при достижении которой находящийся в воздухе водяной пар в результате изобариче­ского охлаждения достигает состояния насыщения (рис.). Это озна­чает, что на поверхности предмета (например, груза или корпуса суд­на), имеющего температуру, равную или ниже точки росы, происходит конденсация влаги. Точка росы растет с увеличением абсолютной влажности воздуха (см. рис.).

Дефицитом точки росы называется разность между температурой и точкой росы воздуха:

Температура смоченного термометра — это температура, ко­торую примет поверхность, непрерывно увлажняемая чистой во­дой. При относительной влажности 100% температура смоченно­го термометра совпадает с температурой окружающего воздуха. Чем меньше влажность воздуха, тем больше разность между температурами воздуха по сухому и смоченному термометрам вследствие охлаждения смоченного термометра за счет испаре­ния воды с его поверхности.

При нормальных условиях (давление 101,3 кПа и температу­ра 0°С) массовая теплоемкость сухого воздуха с_с=1,0 кДж/ (кг-К), а водяного пара с_п=1,93 кДж/(кг·К).

Общее теплосодержание воздуха (энтальпия) слагается из теплоты, характеризуемой температурой воздуха, и «скрытой теплоты», которая в неявной форме содержится в водяном паре в виде теплоты конденсации.

По физическому смыслу энтальпию I_в влажного воздуха можно представить как общее количество теплоты, содержащейся в 1 кг сухого воздуха I_с и d килограммах водяного пара, при­ходящегося на 1 кг сухого воздуха I_п:

,

где I — температура воздуха, К;

2500 — скрытая теплота испарения воды при 0ºС, кДж/кг;

1,93 — массовая теплоемкость водяного пара, кДж/(кг·К)

Взаимосвязь параметров влажного воздуха при обычной темпера­туре характеризуется следующими эмпирическими зависимостями:

;

г/кг;

;

Характер зависимости параметров влажного воздуха от температу­ры показан на рис.

В технических расчетах воздух, имеющий температуру 20°С, относительную влажность 70% при нормальном барометрическом давле­нии 760 мм рт. ст., принято называть стандартной атмосферой.

Приборы контроля термо-влажностных параметров воздуха

Термометры

жидкостные, действие которых основано «а изменении объема жидкости при изменении температуры;

деформационные, основанные на изменении линейных размеров твердых тел с изменением температуры;

сопротивления, основанные на изменении электропроводности тел с изменением температуры;

термоэлектрические, основанные на изменении электродвижущей силы (э.д.с.) термоэлементов при изменении разности температуры спаев.

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров и барографов разного типа (ртутных, деформационных и ане­роидов), скорость ветра — анемометров.

Наиболее распространенными приборами для измерения влажности являются психрометры и гигрометры. Психрометри­ческий метод основан на зависимости интенсивности испарения с водной поверхности от дефицита влажности соприкасающегося с ней воздуха. Расчеты проводятся по психрометрической фор­муле, на основании которой составлены психрометрические таблицы:

где

е — парциальное давление водяного пара в воздухе, Па;

E' — давление насыщенного водяного пара при температуре поверхно­сти испаряющейся жидкости, Па;

А — психрометрический коэффициент;

р — давление атмосферы, Па;

t и t' — температуры соответственно воздуха и поверхности испаряющей­ся жидкости, °С.

Психрометры состоят из двух термометров, из которых один («сухой») измеряет температуру окружающего воздуха, другой («смоченный») — температуру тела, с поверхности которого про­исходит испарение воды. Показания смоченного термометра тем ниже показаний сухого, чем меньше парциальное давление во­дяного пара в воздухе. Влажность воздуха определяется по по­казаниям сухого и смоченного термометров.