126
бив би газ, що входить у суміш, якби із суміші забрали б всі інші гази, і газ займав той же об'єм та мав температуру, що й суміш.
©Вологість повітря є одним з найважливіших факторів, що обумовлюють протікання багатьох процесів у вантажах під час їхнього зберігання. Розрізняють вологість повітря абсолютну й відносну. Вологість повітря характеризується також пружністю водяних парів, дефіцитом вологості й точкою роси.
©Абсолютною вологістю повітря називається кількість водяних парів у грамах, що втримується в 1 м3 повітря.
©Пружність водяних парів – це тиск, що здійснюють водяні пари. Вона зростає зі збільшенням кількості водяних парів у повітрі.
Кількість водяних парів у повітрі при даній температурі збільшується до певного граничного значення, яке називається максимальною пружністю або пружністю насичення. Кількість водяних парів, яке необхідне для насичення при даній температурі, а отже, і максимальна пружність (тиск насичення) парів зростають у міру підвищення температури.
©Відносна вологість – це відношення пружності водяних парів, що втримуються в повітрі, до максимальної пружності, виражене в %. Або по-іншому – відношення фактичної абсолютної вологості до максимально можливого при заданій температурі. Вона показує ступінь насичення повітря водяними парами.
Якщо відносна вологість дорівнює100%, то повітря повністю насичене водяними парами, а коли дорівнює нулю, то повітря не містить водяних парів, тобто абсолютно сухе.
Відносна вологість повітря при одній і тій же абсолютній вологості може змінюватися залежно від коливання температури. Зниження температури супроводжується збільшенням відносної вологості повітря– він зволожується, а при підвищенні температури стає сухіше. Ці коливання відносної вологості повітря при зміні температури обумовлюються коливаннями максимальної пружності водяних парів.
©Дефіцитом вологості називається різниця між максимальною пружністю парів при даній температурі й дійсній(фактичній) їхній пружності. Ця величина показує кількість парів, яке необхідне для повного насичення повітря.
Вологовміст (d) – відношення маси вологи до маси сухої речовини в тім же об'ємі. Різниця між тиском насичення й фактичним– дефіцит тиску. Ентальпія (загальна тепломісткість) повітря складається з теплоти, яка характеризується температурою повітря й схованою теплотою (теплотою конденсації).
©Точкою роси (t) називається температура, при якій повітря повністю насичене водяними парами.
При охолодженні до точки роси повітря насичується водяними парами. Подальше зниження температури створює надлишкова кількість водяних парів, повітря стає перенасиченим і надлишок водяних парів конденсуються(згущається). Якщо конденсація відбувається при температурі вище0°, то конденсат випадає (осідає) у вигляді крапель води (роси), а при температурі нижче 0° утворюються кристали криги (іній).
11.2 Прилади для виміру параметрів повітря
Прилади які використовуються для контролю температурно-воложностних
127
параметрів повітря:
üтермометри – для виміру температури; üбарометри – для виміру тиску; üанемометри – для виміру швидкості вітру;
üпсихрометри, гігрометри, вологоміри – для виміру вологості; üтермографи, барографи, гігрографи – для фіксації (запису) зміни відпові-
дних параметрів у часі.
Дистанційна апаратура зручна в роботі й дозволяє наочно(наприклад, на стрічці самописів, екрані моніторів й т. п.) простежити спрямованість процесів, що відбуваються в зовнішньому і трюмному повітрі.
Шкала вимірювального приладу – сукупність відміток і цифр на пристрої відліку приладу, що відповідає ряду послідовних значень вимірюваної величини. Мінімальна частина розподілу приладу – ціна розподілу (ділення).
ØВикористовуються наступні види термометрів:
©Газовий термометр – дія заснована на залежності тиску або об'єму газу від температури.
©Рідинний термометр – дія заснована на термічному розширенні рідини. Залежно від температурної області застосування, заповнюють етиловим спиртом (від –80 до +80 °С), ртуттю (від –35 до +750 °С) й ін.
©Металевий термометр – дія заснована на зміні конфігурації біметалічної пластинки при нагріванні внаслідок різниці в тепловому розширенні металів. Біметалічна пластинка – зварена або склеплена зі смужок двох різних металів з різним тепловим розширенням.
©Термометр опору – дія заснована на зміні електричного опору металів і напівпровідників зі зміною температури.
©Термометр термоелектричний – дія заснована на зміні електрорушійної сили в термопарі, що складається із двох послідовно з'єднаних (спаяних) між собою різнорідних провідників або напівпровідників.
ØВикористовуються наступні види барометрів:
©У ртутному (рідинному) барометрі атмосферний тиск вимірюється за висотою стовпа ртуті в запаяній зверху трубці, опущеної відкритим кінцем у посудину із ртуттю. Ртутні барометри – найбільш точні прилади, ними обладнані метеорологічні станції й за допомогою них перевіряється робота інших видів барометрів.
©Анероїд – барометр, у якому атмосферний тиск виміряється за величиною деформації пружної металевої коробки, з якої відкачане повітря. При змінах тиску коробка стискується або розширюється, а пов'язана з нею стрільця переміщається за шкалою, указуючи тиск.
©Гіпсотермометр (термобарометр) – прилад для виміру атмосферного тиску, заснований на тому, що зі зміною тиску міняється й температура кипіння води. Застосовується в експедиційних умовах у горах.
ØШвидкість вітру вимірюють анемометром. Анемометр, прилад для виміру швидкості вітру й газових потоків (іноді й напрямку вітру – анеморумбометр, наприклад флюгер) за числом оборотів обертової вертушки.
ØПрилади для виміру вологості повітря мають загальна назва вологомірів.
128
©Вологомір – прилад для виміру вологості газів, рідин і твердих (у т. ч. сипучих) тіл.
Розрізняють вологоміри: гігроскопічні, електрохімічні (для газів і рідин), гігрометричні й психрометричні (для газів), ємнісні й кондуктометричні (для рідин і твердих тіл), а також вологоміри, засновані на явищі ядерного магнітного резонансу.
©Гігрометр – прилад для визначення вологості повітря. Найбільш поширені психрометр і волосяний гігрометр, який вимірює відносну вологість повітря за зміною довжини знежиреного людського волосся залежно від вологості повітря.
©Психрометр – прилад для виміру температури й вологості повітря, який складається із двох термометрів, в одного з яких(«змоченого») резервуар (кінець) обернутий змоченим водою батистом. Температура визначається за «сухим» термометром, вологість – за різницею показань сухого й змоченого термометрів. Точність виміру ±0,1°С. Під час виконання вимірів забороняється торкатися або тримати прилад руками за середню або нижню частину. Показання термометрів знімають, не відходячи від місця виконання вимірів. Після чого здійснюють розрахунок вологості повітря по таблицях або діаграмах.
12 Заходи щодо забезпечення схоронності вантажів
12.1 Температурно-воложностні умови перевезення
На вантаж впливають гідрометеорологічні фактори, які залежать від географічної широти, пори року, рельєфу й планування порту.
ØЗміни температури в порту бувають3 видів: добові, річні, епізодичні. Зі зміною широти убік збільшення, добові коливання температури зменшуються від 15÷20°С на екваторі до1÷2°С на полюсах, а річні зростають від1÷5°С до 20÷30°С. Епізодичні залежать від погоди й можуть досягати декількох градусів на годину.
Максимальна відносна вологість зовнішнього повітря буває вночі й ранком перед сходом сонця, а мінімальна – близько 13 годин. Улітку коливання відносної вологості повітря й на протязі доби більш значні, чим узимку. Найбільші середні місячні величини відносної вологості зовнішнього повітря спостерігаються в холодний період року (жовтень – березень), найменші в теплий (квітень
– вересень).
ØПід час перевезення морем (рейсу) буває 3 виду змін – загально-рейсові, добові, епізодичні.
©загально-рейсова зміна температури (до 30°С й вище) викликає теплообмін у вантажах, що призводить до підмокання або висихання вантажу;
©добові – міняють вологість, вологовіддача вдень, конденсація на огородженні – уночі;
©при епізодичних – конденсація вологи на поверхні при підвищенні температури й конденсація усередині маси вантажу при її зниженні.
Вплив на вантаж відбувається через його поверхню. Сума потоків енергії зсередини й зовні дорівнює0. Утворення потоків теплоти в системі«вантаж – середовище» пов'язане з фазовим переходом вологи(конденсація, випар). Кон-
129
денсація вологи відбувається через:
üадіабатичного охолодження (наприклад, холодильник); üохолодження поверхонь нижче точки роси (t).
Утворення крапель води(відпрівання) відбувається, якщо холодний вантаж внести відразу в тепле приміщення. При цьому тепле повітря, стикаючись із холодною поверхнею вантажу, охолоджується й стає насиченим. Конденсація крапель води або інію на поверхні вантажу відбувається не тільки за рахунок водяних парів, що перебувають у повітрі. При охолодженні вантажу в його верхніх шарах знижується пружність парів. У результаті цього пари з більше глибоких шарів переміщаються до поверхні вантажу. Досягаючи охолодженої поверхні, пари конденсуються.
При герметичному впакуванні– конденсація вологи на внутрішніх поверхнях упакування.
При зміні температури відбувається міграція вологи від ділянок з більшою температурою до ділянок з меншої температури через зміну градієнта температур. З виникненням градієнта вологості відбувається протилежний процес. Швидкість поширення вологи менше, ніж швидкість поширення теплоти.
12.2 Склади. Класифікація й умови забезпечення
схоронності
Основне призначення складів короткострокове зберігання вантажів(наприклад, 4 доби безкоштовно, понад 10 – максимальна ставка).
Склади класифікуються за:
©місцем розташування – кордонні (прикордонні) і тилові. Прикордонні склади призначені для вантажів першочергового відправлення, тилові – для вантажів більше тривалого зберігання;
©конструкцією – одноповерхові й багатоповерхові; ©призначенням – універсальні й спеціалізовані;
©матеріалом виготовлення – дерев'яні, металеві, кам'яні, залізобетонні й
ін.;
©ступенем захисту від навколишнього середовища– відриті, піввідриті (півзакриті), криті (закриті);
©можливістю підтримки температури– які регулюють (опалювальні склади й холодильні камери) і які не регулюють температуру.
ØВідкриті й півзакриті склади призначені для зберігання вантажів, що не бояться агресивних факторів зовнішнього середовища. Для захисту від вологи ґрунту використовуються: підтоварники, дренаж, орання й трамбування.
Поверхня штабеля нагрівається вдень і охолоджується вночі. При різкому підвищенні температури відбувається конденсація вологи на вантажі. При різкому зниженні температури– зволоження вантажу або конденсація на внутрішній поверхні тари. Улітку маса вантажу зменшується, узимку збільшується через зміну вологості вантажу. Узимку можливе виділення вологи у вигляді льоду через низькі температури.
Навіс служить крім захисту від опадів і захистом від сонця. Він є «тепловим екраном», на якому конденсується волога(раніше, ніж на вантажі). Бічні
130
стінки півзакритих складів ставлять із підвітряної сторони.
ØУ складах, де регулюється температура, не спостерігається її різке коливання, тому мало змінюється й відносна вологість повітря. У складах, де не регулюється температура, коливання відносної вологості повітря й температури в загальному будуть такі ж, як і зовнішнього. На функціонування неопалюваних складів впливають:
üматеріал виготовлення огородження складу; üрежими вентиляції; üтеплофізичні характеристики вантажів; üкліматичні особливості;
üнаявність рядом інших споруджень; üрежим роботи складу.
На тепло-масообмін між покриттям(підлогою) і вантажем впливає: матеріал покриття, наявність підтоварників, розміри штабеля й проходів, вид матеріалу для прокладання й ін.
Стіни неопалюваного складу піддаються впливу температури й вологості зовні. Від паро- і повітряпровідності стін залежить абсолютна вологість усередині складу. Переміщення вологи через пористі матеріали відбувається у бік області зі зниженим парціальним тиском.
Основним засобом регулювання параметрів у неопалюваних складах є вентиляція. Навесні повітря нагрівається швидше, ніж вантаж, при вентиляції утворюється конденсат на вантажі, на стінках і підлозі складу. Восени повітря охолоджується швидше вантажу – конденсат і підвищене зволоження усередині вантажу. Тому, навесні й восени вентилювати необхідно поступово.
ØМеталеві склади гарно захищають від опадів і прямих сонячних променів – погано від теплових впливів, а при відкритих дверях – від впливу вологості зовнішнього повітря.
Удень їх стіни й дах нагріваються до70°С, і передають тепло вантажу, викликаючи випар вологи й підвищують вологість у складі. Уночі – конденсація на внутрішніх поверхнях складу. При відкритих дверях удень волога йде назовні, тоді уночі конденсації може не бути, але вантаж підсушується.
ØСклади з пористих матеріалів. Стіни можуть пропускати вологу. Рушійна сила – різниця парціальних тисків. Вологообмін відбувається через обмін повітря через двері, нещільності конструктивних елементів і пористості матеріалу. При вентиляції вологість зовні дорівнює вологості усередині. Вологість у складі в зимовий період менше, у літній – більше ніж зовні. Вологість в масі вантажу росте зверху донизу.
ØСклади характеризуються рядом показників, які визначають їх особливості та умови зберігання вантажів в них:
òбудівельна площа складу – площа, що відводиться під склад (є паспортною величиною);
òкорисна площа складу – площа складу, яка призначена для зберігання вантажу. Це частина будівельної площі складу за винятком зайнятої: будівельними конструкціями, службовими і допоміжними приміщеннями, стаціонарним устаткуванням, дорогами, шляхами і т.п.;