Материал: Практические заанятия-рус

56

димые данные для расчета длины штабеля (L) следующие: üa – равен полученному расчетному значению; üформа штабеля – клин;

üпринимаем: H = H¢; VКЛ = VШТ; B = ВШТ.

Рисунок 4 – Определение формы штабеля

Ø3. Если tga > 1,0 (a > 45°), а это не возможно, так как a не может быть больше 45°, т. е больше допустимого значения (рис. 4, б – линия 1). Теоретически, при помощи различных дорогостоящих методов, возможно повышение a, но на практике это не применяется. При высоте отсыпкиH¢ и фактическом значении a ширина штабеля ВШТ будет больше расчетной. При этом не будут соблюдаться необходимые расстояния от головок рельсов до штабеля, и возможна вообще засыпка рельсов грузом, что недопустимо. Тогда необходимые данные для расчета длины штабеля (L) следующие:

üa = 45° (tga = 1), то есть понижаем до максимально возможного; üформа штабеля – клин (рис. 4, б – линия 2);

определения объемов штабелей в виде клина и обелиска (см лаб. раб. 4). Проведя не сложные преобразования расчетных формул, получим:

для клина L = (VКЛ + 1/3 × H × B2) / (1/2 × B × H);

для обелиска L = (VОБ + 1/2 × A ×B × H – 1/3 × H × A2) / (B × H – 1/2 × A × H).

Рассчитав размеры штабеля (А, В, Н, L) для одной марки угля, приступаем к определению размеров для другой.

В конце работы приводится схема размещения штабелей на складе, с указанием железнодорожных и подкрановых путей, проездов, проходов и всех раз-

меров (см. рис. 2 и 3).

57

Лабораторная работа № 8. Определение уровня заполнения емкости танка

Цель работы. Ознакомление с методикой определения количества наливного груза в танке в зависимости от конкретных температурных условий и свойства груза.

Общие указания. Плотность наливных грузов зависит оттемпературы,

поэтому одна и та же масса груза при разных температурах занимаетразный объем, что может привести к разливу нефтепродуктов или нерациональному использованию емкости танков.

При наливе танки необходимо заполнить так, чтобы на переходе, при повышении температуры, объем нефтепродуктов не превысил объем танка и не было его переполнения приводящего к переливу– разливу груза. Разлив нефте-

продуктов ведет к большимматериальным потерям из-за уменьшения количе-

ства груза и штрафов за загрязнения окружающей среды.

С другой стороны, при максимальной температуре на переходе в танке не должно быть пустот, т. е. при загрузке танки должны быть заполнены до максимально возможной величины. Наличие недогрузки танков (пустот) приносит материальные потери (в меньшей степени, чем разлив), так как перевозка «воздуха» не оплачивается.

Таким образом, необходимо прекратить загрузку танкера в определенный момент времени, когда его загрузка не превысила критических значений. Такая задача возникает только в том случае, когда груз в дальнейшем нагревается (из-за повышения температуры окружающей среды) и расширяется, т. е. при переходе из холодной зоны в более теплую. При переходе из теплой зоны в холодную, танкер просто загружается до своей грузоподъемности.

В любой случае танкер(отдельные танки) не загружается на весь свой объем, так как должен оставаться определенный свободный объем в расчете на расширение при «малом дыхании» (суточном расширении) танка.

Для определения момента окончания загрузки танкера необходимо определить количество Q (объем V) груза, который будет загружаться в каждый танк. В свою очередь Q (V) груза зависит от уровня заполнения отдельных танков, поэтому его определение и являетсяосновной задачей при загрузке танкера.

Для определения расчетного уровня налива груза в танке необходимо: üзнать плотность (r) при наливе и при максимальной температуре; üзнать коэффициент объемного расширения (b) наливного груза; üиметь калибровочные таблицы танков (табл. 1); üиметь надежные приборы для определения уровня груза.

Все современные танкера оборудованы дистанционными замерными устройствами, позволяющими постоянно контролировать уровень груза в танке и его температуру.

ØТемпература в танке измеряется при помощи датчиков.

Точность измерения температуры при определении количества груза на борту является наиболее важным фактором. На точность определения количества груза влияет не только разница между температурой окружающей среды и

58

температурой груза, но и время, в течение которого после окончания погрузки происходит определение температуры груза.

Таблица 1 – Калибровочные таблицы емкости танков

Иногда для того, чтобы температура груза стабилизировалась, т. е. стала одинаковой по всей массе груза, должно пройти достаточно много времени(20

– 30 часов). На судах же замеры и подсчет груза осуществляются сразу же после окончания погрузки. Так как в грузовом танке наблюдается температурное расслоение груза, замер температуры необходимо производить на нескольких уровнях танка (не менее 2-х). В зависимости от типа судна и свойств перевозимых грузов, температурные датчики должны обеспечить точность определения

59

температуры в довольно широком диапазоне – от –10°С до +90°С.

Сейчас самыми распространенными температурными датчиками, используемые на танкерах, являются:

üрезисторные термометры; üтермисторы; üгазовые термометры;

üтермометры с наполнителем (спиртовые, ртутные и пр.).

Влияние погрешности в определении температуры груза иногда гораздо выше, чем точность некоторых термометров. Так, для грузового танка глубиной 10 метров, погрешность температуры в ±0,5°С, вызывает изменение уровня груза на ±6 мм, при минимальной точности мерительного устройства в±2 мм, а для некоторых наливных грузов, с высоким коэффициентом объёмного расширения – еще больше. В качестве наиболее точных термометров рекомендуется использовать резисторные термометры.

Максимальная температура на переходе определяется по гидрометеоро-

логическим прогнозам или по справочной литературе (Атласу океанов).

ØДля определения уровня груза в танке используют следующие виды приборов.

©Поплавковые мерительные устройства являются одним из наиболее распространенных типов мерительных устройств из-за их надежности и простоты устройства. В них чувствительным элементом является поплавок из нержавеющей стали, закрепленный на мерительной ленте. Сила тяжести, воздействующая на поплавок, частично компенсируется за счет плавучести поплавка и частично за счет специального балансировочного устройства, которое располагается в верхней части мерительной машинки.

©Эхолокационные мерительные устройства охватывают целый ряд систем, работающих по принципу эхолокации – СВЧ, ультразвуковые и т. п.. Приемник и передатчик сигналов располагаются в верхней или в нижней части танка. Принцип действия таких систем основан на измерении времени возвращения отраженного сигнала.

©Непрямой способ замеров основан на использовании устройств, которые не располагаются непосредственно в грузовых танках– береговые счетчи-

ки, или использовании метода подсчета груза на борту по осадкам судна (Draught Survey). Этот способ замеров груза применяется при перевозке крайне токсичных грузов, или же в том случае, когда использование обычных мерительных устройств не позволяет определить уровень груза в танке из-за- не обычных свойств.

©Замеры груза вручную. Каким бы точным и надежным ни было дистанционное мерительное устройство, оно, во-первых, не позволяет отбирать пробы груза, а во-вторых, мировая практика предусматривает контроль и проверку точности показаний дистанционного мерительного устройства с помощью переносного инструмента, то есть вручную.

Отбор проб и замеры уровня груза вручную производятся открытым, полузакрытым и закрытым способом (рис. 1).

üОткрытый способ – при проведении замеров уровня груза или отборе

60

проб, атмосфера танка полностью открыта в окружающую атмосферу.

Уровень груза в танке

Рисунок 1 – Способы замеров и отборов проб

üПолузакрытый способ – при проведении замеров уровня груза или отбора проб, лишь часть атмосферы танка, ограниченная мерительной трубкой, контактирует с окружающей атмосферой.

üЗакрытый способ – замер уровня груза в танке и отбор проб осуществляются закрытым способом, с использованием стационарных или переносных устройств, оборудованных газовыми затворами(Vapour Locks), не допускающих проникновения паров из атмосферы танка в окружающую среду.

Каждому значению объема в калибровочной таблице (табл. 1) соответствуют значения высоты уровня груза и пустоты. Поэтому вместо калибровочных таблиц можно использовать соответствующие калиброванные шкалы уровнемеров.

В справочной литературе и в документах на груз, как правило, приводится плотность при 20°С (r20). Для ряда грузов в нормативных документах приведены таблицы изменения плотности(объема 1 т) в зависимости от температуры.

Но часто возникает вопрос определения(перерасчета) плотности для нужной температуры. Пересчет для нужной (расчетной) температуры производится по следующей формуле

rР = r + b × (t – tР),

где r и rР – соответственно плотность при известной и расчетной температуре, т/м3;

t и tР – соответственно известная и расчетная температура, °С; b – коэффициент объемного расширения груза, т/м3×град.

Коэффициенты объемного расширения наливных грузовb зависят от плотности, природы наливного груза и часто прилагаются к документам на груз.

Если известна (определена) плотность при наливе (rН) и надо определить