61
плотность при максимальной температуре (rMAX), она определяется из выражения
rMAX = rН + b × (tН – tMAX).
Порядок выполнения работы. В соответствии с заданным вариантом оп-
ределяем и выписываем из табл. 2: üномер заданного танка;
üтемпературу груза при наливе (tН), °С;
üмаксимальную температуру груза на переходе (tMAX), °С; üплотность груза по справочнику (r20), т/м3.
Таблица 2
Вари- |
№ тан- |
tН, |
tMAX, |
r20, |
Вари- |
№ тан- |
tН, |
tMAX, |
r20, |
ант |
ка |
°С |
°С |
т/м3 |
ант |
ка |
°С |
°С |
т/м3 |
1 |
1 |
0 |
21 |
0,7045 |
16 |
4 |
0 |
21 |
0,8545 |
2 |
2 |
3 |
23 |
0,7156 |
17 |
1 |
3 |
23 |
0,8656 |
3 |
3 |
6 |
22 |
0,7289 |
18 |
2 |
6 |
22 |
0,8789 |
4 |
4 |
9 |
28 |
0,7312 |
19 |
3 |
9 |
28 |
0,8812 |
5 |
1 |
12 |
25 |
0,7490 |
20 |
4 |
12 |
25 |
0,8990 |
6 |
2 |
15 |
20 |
0,7509 |
21 |
1 |
15 |
20 |
0,9009 |
7 |
3 |
13 |
27 |
0,7656 |
22 |
2 |
13 |
27 |
0,9156 |
8 |
4 |
10 |
31 |
0,7734 |
23 |
3 |
10 |
31 |
0,9234 |
9 |
1 |
14 |
26 |
0,7856 |
24 |
4 |
14 |
26 |
0,9356 |
10 |
2 |
11 |
19 |
0,7978 |
25 |
1 |
11 |
19 |
0,9478 |
11 |
3 |
7 |
13 |
0,8080 |
26 |
2 |
7 |
13 |
0,9580 |
12 |
4 |
5 |
19 |
0,8190 |
27 |
3 |
5 |
19 |
0,9690 |
13 |
1 |
10 |
29 |
0,8234 |
28 |
4 |
10 |
29 |
0,9734 |
14 |
2 |
13 |
22 |
0,8356 |
29 |
1 |
13 |
22 |
0,9856 |
15 |
3 |
17 |
25 |
0,8487 |
30 |
2 |
17 |
25 |
0,9987 |
В зависимости от значения плотности груза r20 по табл. 3 определяем ко-
эффициент объемного расширения b.
Таблица 3 – Коэффициенты объемного расширения нефтепродуктов
r |
b |
r |
b |
r |
b |
0,7000 – 0,7099 |
0,000897 |
0,8000 – 0,8099 |
0,000765 |
0,9000 – 0,9099 |
0,000633 |
0,7100 – 0,7199 |
0,000884 |
0,8100 – 0,8199 |
0,000752 |
0,9100 – 0,9199 |
0,000620 |
0,7200 – 0,7299 |
0,000870 |
0,8200 – 0,8299 |
0,000738 |
0,9200 – 0,9299 |
0,000607 |
0,7300 – 0,7399 |
0,000857 |
0,8300 – 0,8399 |
0,000725 |
0,9300 – 0,9399 |
0,000594 |
0,7400 – 0,7499 |
0,000844 |
0,8400 – 0,8499 |
0,000712 |
0,9400 – 0,9499 |
0,000581 |
0,7500 – 0,7599 |
0,000831 |
0,8500 – 0,8599 |
0,000699 |
0,9500 – 0,9599 |
0,000567 |
0,7600 – 0,7699 |
0,000818 |
0,8600 – 0,8699 |
0,000686 |
0,9600 – 0,9699 |
0,000554 |
0,7700 – 0,7799 |
0,000805 |
0,8700 – 0,8799 |
0,000673 |
0,9700 – 0,9799 |
0,000541 |
0,7800 – 0,7899 |
0,000793 |
0,8800 – 0,8899 |
0,000660 |
0,9800 – 0,9899 |
0,000528 |
0,7900 – 0,7999 |
0,000778 |
0,8900 – 0,8999 |
0,000647 |
0,9900 – 1,0000 |
0,000515 |
Для этого находим в табл. 3 столбец и строку с двумя значениямиr, между которыми попадает заданноезначение r20, и, напротив, из колонки b выбираем его значение.
62
Например, r20 = 0,9932 т/м3. Находим в табл. 3 значение r, между которыми находится значение 0,9932. Это последняя строчка третьего столбика где границы изменения r = 0,9900 – 1,0000, т. е. 0,9900 < 0,9932 < 1,0000. В сосед-
нем столбике (справа) по этой строке определяем значение b = 0,000515.
Зная температуры при наливе tН и максимальную на переходе tMAX, рассчитываем плотность при наливе rН и максимальной температуре rMAX, т/м3
rMAX = r20 + b × (20 – tMAX); rН = r20 + b × (20 – tН).
Расчеты rН и rMAX необходимо производить с той же точностью, с которой приведено b.
По калибровочным таблицам танков (табл. 1) находим для заданного танка максимальный объем (емкость) VMAX, который может занять груз при tMAX.
Для этого в табл. 1 находится заданный танк и в соответствующей колонке объема (емкости) выбирается максимальное (наибольшее) значение из всех приведенных в этом столбце.
Определяем расчетную массу груза QР при этой температуре, т
QР = VMAX × rMAX.
Так как количество (масса) груза от температуры не зависит, то можем
определить объем груза при наливе VН, м3 |
|
VН = QР / rН. |
(1) |
Для дальнейших расчетов необходимо найтитабличный объем VТ (м3), |
|
значение которого наиболее близкое к рассчитанному объему VН. |
|
По соответствующему танку вкалибровочной таблице (табл. 1) находим |
|
объем (м3), значение которого наиболее близкое к рассчитанному |
объемуVН. |
При этом возможна одна из 2 ситуаций:
1.Если VТ совпадет с VН, то VТ найдено и можно переходить к определению других табличных значений;
2.Если VТ и VН не совпадают, то нахождение VТ может производиться
«на глаз» или по ниже следующему алгоритму.
©Если VТ определено «на глаз», то выписываем его значения и можно
переходить к определению других табличных значений.
©Определение VТ по алгоритму, заключается в следующем. В табл. 1 для
заданного танка в колонке объема(емкости) находим два ближайших (соседних) объема, между которыми находится значение VН.
Обозначим меньшее из них VМ, а большее – VБ.
Сначала находим разницу DVМ между VН и нижним (меньшим) значени-
ем VМ
DVМ = VН – VМ.
После этого находим разницу DVБ между VН и верхним (большим) значе-
нием VБ
DVБ = VБ – VН. ©Если DVМ > DVБ, то VТ = VБ.
©Если DVМ < DVБ, то VТ = VМ.
©Если DVМ = DVБ, то VТ = VМ или VТ = VБ на усмотрение студента. Расчеты VН, QР, DVМ, DVБ, DV производятся с точностью до трех знаков
63
после запятой.
Например, VН = 380,37 м3, танк № 1. В калибровочной таблице (табл. 1) танка № 1 в столбике емкости значение VН попадет между 385,4 и 372,6, соот-
ветственно VБ = 385,4 м3, а VМ = 372,6 м3.
Рассчитываем DVМ = 380,37 – 372,6 = 7,77 м3 и DVБ = 385,4 – 380,37 = 5,03
м3.
Так как DVМ > DVБ (7,77 > 5,03), то VТ = VБ = 385,4 м3.
ØПосле определения VТ по строке, соответствующей его значению, определяем (выписываем) табличные значения:
üтабличного объема VТ, м3; üвысоты уровня груза hУТ, м; üвысоты пустоты hПТ, м;
üколичество м3, которое надо залить (слить) в танк, чтобы уровень груза изменился на 1 см m, м3/см.
Так как табличные значения VТ, hУТ, hПТ находятся в одной строке, то определить их значения можно не только по VТ, но и по hУТ или hПТ. Алгоритм нахождения hУТ или hПТ по известным (определенным) значениям hУ или hП, ана-
логичный нахождению VТ. |
|
Определяем приращение рассчитанного объема к табличному DV, м3 |
|
DV = VН – VТ. |
(2) |
Так как VТ может быть как больше, так и меньше VН, то значение DV мо- |
|
жет иметь как положительный (+), так и отрицательный (–) знак. |
|
Определяем приращение высоты налива, см |
|
Dh = DV / m. |
(3) |
Наличие отрицательного (положительного) знака у DV и Dh говорит о направлении действия:
©если DV и Dh имеют положительный знак, то чтобы получить изVТ, hУТ и hПТ расчетные значения, к ним надо прибавить соответствующие прира-
щение;
© если DV и Dh имеют отрицательный знак, то чтобы получить изVТ, hУТ и hПТ расчетные значения, от них надо отнять соответствующие прираще-
ние.
Тогда значение высоты уровня груза (hУ) и пустоты (hП) при наливе опре-
деляем из выражения, м
hУ = (hУТ + Dh); hП = (hПТ – Dh). (4)
При определении hУ и hП следует обратить внимание на знак и размерность величин которые слагаются или вычитаются (hУТ, hПТ и Dh).
Расчеты производятся с точностью до 1 мм, т. е. hУ, hП – до третьего знака после запятой (так как они в м), а Dh – до второго (так как оно в см). Расчеты hУ и hП производятся в метрах, поэтому hУТ, hПТ и Dh, при их определении, должны быть выражены в метрах.
ØНа практике часто встречается иобратная задача, когда замеряют hП или hУ не для загрузки танка, а для определения по результатам измерений количества принятого груза на танкер или фактического количества груза на тан-
64
кере после его перевозки морем, т. е. рассчитывают Q и V.
Для этого в калибровочной таблице (табл. 1) по hП или hУ находят, по ранее описанному алгоритму, значения hУТ, hПТ, VТ и m. Из уравнения 4 определяют Dh, а по уравнению 3 – величину DV. После чего из уравнения 2 определяется VН, а по уравнению 1 – значение QР, что и требовалось рассчитать.
Лабораторная работа № 9. Определение режимов
вентиляции грузовых помещений
Цель работы. Выработка практических навыков определения параметров воздуха в конкретном помещении до, после и в процессе его вентиляции наружным воздухом.
Общие указания. Для обеспечения сохранности груза в грузовом помещении необходимо предотвратить возможность конденсации влаги на грузе, на ограждениях помещения, создать оптимальные температурно-влажностные условия для груза.
Универсальные сухогрузные суда и портовые склады общего назначения, как правило, не имеют специальных систем обработки вентиляционного (наружного) воздуха. Единственным средством регулирования тепловлажностных параметров в грузовых помещениях являетсявентиляция их необработанным наружным воздухом.
Возможность и целесообразность вентиляции зависит отпараметров
наружного воздуха и ихсоотношения с параметрами системы«груз – трюм (склад) – воздух». Для решения любых вопросов связанные с состоянием такой системы необходимо оперативно и с достаточной точностью определять ее параметры. Наиболее динамичной составляющей этой системы являетсявоздух, и определение его параметров имеет первостепенное значение.
Приборами для определения параметров воздуха в помещениях являются
термометры и гигрометры.
Гигрометр показывает относительную влажность воздуха (j), принцип его действия основан наизменении линейного размера волоса при изменении влажности. Он прост в обращении и использовании, но его периодически необходимо калибровать при помощи измерений относительной влажностипси-
хрометром.
Определение j при помощи психрометра основано на разности температур смоченного (влажного) и сухого термометров этого прибора. Эта разность обеспечивается за счет снижения температуры смоченного термометра из-за испарения влаги с его поверхности. Чем меньше j, тем интенсивней испарение и больше разность температур.
Принцип действия психрометра основан на физических законах, поэтому точность его измерений зависит только от точности и качества его изготовления. Так, при испарении жидкость переходит в газообразное состояние при температуре ниже точки кипения. Необходимая для этого тепловая энергия (теплота испарения) соответствует теплоте парообразования. Источником ее обычно служит внутренняя энергия самой жидкости, которая в результате ис-
65
парения охлаждается.
Для измерения температуры воздуха в основном используют жидкостные термометры. При использовании психрометра его не смоченный (сухой) термометр может также служить для измерения температуры воздуха.
Существует несколько диаграмм зависимости температуры, относитель-
ной влажности и точки росы, но наиболее удобно пользоваться t-t диаграммой
влажного воздуха. Использование t-t диаграммы (рис. 1) позволяет определить
точку росы, калибровать (проверять точность измерения) гигрометры, определять парциальное давление пара.
Поэтому основой для определенияпараметров воздуха по показаниям психрометра, является t-t диаграмма.
На поле диаграммы(рис. 1) под углом 45° проведены градуированные прямые (цена деления 1°С) насыщенного паром воздуха (j = 100%). Параллель-
но им, через промежутки влево, нанесены наклонные прямые линии меньшого значения относительной влажности.
От этих градуированных линий через каждый градус проведены: ©горизонтально влево – прямые линии температуры воздуха (сухого –
обыкновенного термометра);
©вверх и влево – кривые линии температур смоченного (влажного) тер-
мометра; ©вертикально вверх и вниз – прямые линии, которые примыкают к за-
мыкающим (ограничивающим) поле диаграммы сверху и снизу градуированным
горизонтальными прямым линиям точек росы t.
Ниже поля диаграммы расположена градуированная горизонтальная прямая линия парциального давления водяного пара (e, h).
Точка росы (t) это такая температура, при которой достигается 100% относительная влажность (воздух максимально насыщен паром) и начинается конденсация влаги (выпадает роса).
Относительная влажность j = 100% является граничной, при которой начинается процесс конденсации. Относительная влажность не может быть более 100 %, и если температура воздуха или предметаменьше t, то происходит конденсация избыточной (более 100%) влаги в воздухе или на предмете.
Конденсация влаги в воздухе происходит из-за наличия в нем микроскопических взвешенных твердых частиц различного происхождения. Такие частицы в воздухе являются центрами конденсации или кристаллизации(образование снежинок).
ôВлага из воздуха выпадает на предметах, которые имеет температуру
равную или меньше t воздуха.
Все построения на t-t диаграмме производятся «мысленно» (не рисуются), так как любые построения и отметкипачкают диаграмму, что может привести ее в полную негодность для работы.
Значения с t-t диаграммы необходимо снимать с максимально возможной
точностью.