61
строїв, які обладнані газовими затворами(Vapour Locks), що не допускає проникнення парів з атмосфери танка в навколишнє середовище.
ØКожному значенню об'єму в каліброваній таблиці (табл. 1) відповідають значення висоти рівня вантажу та порожнечі. Тому замість каліброваних таблиць можна використовувати відповідні калібровані шкали рівнемірів.
У довідковій літературі та у документах на вантаж, як правило, приводиться щільність при 20°С (r20). Для ряду вантажів у нормативних документах наведені таблиці зміни щільності (об'єму 1 т) залежно від температури.
Але часто виникає питання визначення(перерахунку) щільності для потрібної температури. Перерахування для потрібної (розрахункової) температури здійснюється за наступною формулою
rР = r + b × (t – tР),
де r і rР – відповідно щільність при відомій і розрахунковій температурі, т/м3; t і tР – відповідно відома та розрахункова температура, °С;
b – коефіцієнт об'ємного розширення вантажу, т/м3×град.
Коефіцієнти об'ємного розширення наливних вантажівb залежать від щільності, природи наливного вантажу і часто додаються до документів на вантаж.
Якщо відомо (визначена) щільність при наливі(rН) і треба визначити щільність при максимальній температурі (rMAX), вона визначається з виразу
rMAX = rН + b × (tН – tMAX).
Порядок виконання роботи. Відповідно до заданого варіанта визначаємо та виписуємо з табл. 2:
Таблиця 2
Варі- |
№ тан- |
tН, |
tMAX, °С |
r20, |
Варі- |
№ тан- |
tН, |
tMAX, °С |
r20, |
ант |
ка |
°С |
т/м3 |
ант |
ка |
°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 |
üномер заданого танка;
üтемпературу вантажу при наливі (tН), °С;
62
üмаксимальну температуру вантажу на переході (tMAX), °С; üщільність вантажу за довідником (r20), т/м3.
Залежно від значення щільності вантажу r20 з табл. 3 визначаємо коефіцієнт об'ємного розширення b.
Таблиця 3 – Коефіцієнти об'ємного розширення нафтопродуктів
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 цього знаходимо в табл. 3 рядок із двома значеннямиr, між якими попадає задане значення r20, і, навпроти, зі стовпчика b вибираємо його значення.
Наприклад, r20 = 0,9932 т/м3. Знаходимо в табл. 3 значення r, між якими перебуває значення 0,9932. Це останній рядок третього стовпчика де межи змі-
ни r = 0,9900 – 1,0000, тобто 0,9900 < 0,9932 < 1,0000. У сусідньому стовпчику
(праворуч) за цим рядком визначаємо значення b = 0,000515.
Знаючи температури при наливі tН і максимальну на переході tMAX, розраховуємо щільність при наливі rН та максимальній температурі rMAX, т/м3
rMAX = r20 + b × (20 – tMAX); rН = r20 + b × (20 – tН).
Розрахунки rН та rMAX необхідно робити з тією же точністю, з якої наведено b.
За каліброваними таблицями танків (табл. 1) знаходимо для заданого танка максимальний об'єм (ємність) VMAX, який може зайняти вантаж при tMAX.
Для цього в табл. 1 знаходимо заданий танк і у відповідному стовпчику об'єму (ємності) вибираємо максимальне (найбільше) значення із всіх наведених у цьому стовпці.
Визначаємо розрахункову масу вантажу QР при цій температурі, т
QР = VMAX × rMAX.
Так як кількість (маса) вантажу від температури не залежить, то можемо
визначити об'єм вантажу при наливі VН, м3 |
|
VН = QР / rН. |
(1) |
Для подальших розрахунків необхідно найти табличний об'ємVТ (м3), значення котрого найбільш близьке до розрахункового об'єму VН.
По відповідному танку в каліброваній таблиці(табл. 1) знаходимо об'єм (м3), значення якого найбільш близьке до розрахункового об'єму VН. При цьому
63
можливий один з 2 випадків:
1.Якщо VТ співпадає з VН, то VТ знайдено та можливо переходити до визначення інших табличних значень;
2.Якщо VТ та VН не співпадають, то находження VТ може здійснюватися
«на око» або по нижче наведеному алгоритму.
©Якщо VТ визначено «на око», виписуємо його значення та можливо пе-
реходити до визначення інших табличних значень.
©Визначення VТ по алгоритму, полягає в наступному. В табл. 1 для зада-
ного танка в колонці об'єму (ємності) знаходимо два найближчих (сусідніх) об'- єми, між якими перебуває значення VН.
Позначимо менше з них VМ, а більше – VБ.
Спочатку знаходимо різницю (прирощення) DVМ між VН і нижнім (мен-
шим) значенням VМ
DVМ = VН – VМ.
Після цього знаходимо різницюDVБ між VН і верхнім (більшим) значен-
ням VБ
DVБ = VБ – VН. ©Якщо DVМ > DVБ, то VТ = VБ.
©Якщо DVМ < DVБ, то VТ = VМ.
©Якщо DVМ = DVБ, то VТ = VМ або VТ = VБ на розсуд студента. Розрахунки VН, QР, DVМ, DVБ, DV здійснюються з точністю до трьох зна-
ків після коми.
Наприклад, VН = 380,37 м3, танк № 1. У каліброваній таблиці (табл. 1) та-
нка № 1 у стовпчику ємності значенняVН потрапить між 385,4 і 372,6, відпо-
відно VБ = 385,4 м3, а VМ = 372,6 м3.
Розраховуємо DVМ = 380,37 – 372,6 = 7,77 м3 і DVБ = 385,4 – 380,37 = 5,03
м3.
Так як DVМ > DVБ (7,77 > 5,03), то VТ = VБ = 385,4 м3.
ØПісля визначення VТ по строчці, яка відповідає його значенню, визначаємо (виписуємо) табличні значення:
üтабличного об'єму VТ, м3; üвисоти рівня вантажу hРТ, м; üвисоти порожнечі hПТ, м;
üкількість м3, яке треба залити (злити) у танк, щоб рівень вантажу змінився на 1 см m, м3/см.
Так як табличні значення VТ, hРТ, hПТ розташовані в одному рядку, то визначити їхнє значення можна не тільки за VТ, але й за hРТ або hПТ.
Алгоритм знаходження hРТ або hПТ за відомим (визначеним) значенням hУ або hП, аналогічний знаходженню VТ.
Визначаємо прирощення (зміну) розрахованого об'єму до табличного DV,
м3 |
|
DV = VН – VТ. |
(2) |
Так як VТ може бути як більше, так і менше VН, то значення DV може мати як позитивний (+), так і негативний (–) знак.
64 |
|
Визначаємо прирощення (зміну) висоти наливу, см |
|
Dh = DV / m. |
(3) |
Наявність негативного (позитивного) знака в DV і Dh говорить |
про на- |
прямок дії з ними: |
|
©якщо DV і Dh мають позитивний знак, то щоб одержати зVТ, hРТ і hПТ розрахункові значення, до них треба додати відповідне прирощення (зміну);
© якщо DV і Dh мають негативний знак, то щоб одержати з VТ, hРТ і hПТ розрахункові значення, від них треба відняти відповідне прирощення (зміну).
Тоді значення висоти рівня вантажу(hР) і порожнечі (hП) при наливі ви-
значаємо з виразу, м |
|
hР = (hРТ + Dh); |
|
hП = (hПТ – Dh). |
(4) |
При визначенні hР й hП варто звернути увагу на знак і розмірність величин які додаються або віднімаються (hРТ, hПТ і Dh).
Розрахунки здійснюються з точністю до1 мм, тобто hР, hП – до третього знака після коми (так як вони в м), а Dh – до другого (так як воно в см). Розрахунки hР та hП здійснюються в метрах, тому hРТ, hПТ і Dh, при їхньому визначенні, повинні бути виражені в метрах.
На практиці часто-густо зустрічається й зворотне завдання, коли заміряють hП або hР не для питань завантаження танка, а для визначення за результатами вимірів кількості прийнятого вантажу на танкер або фактичну кількість вантажу на танкері після його перевезення морем, тобто розраховують Q і V.
Для цього в каліброваній таблиці(табл. 1) за значенням hП або hУ знаходять, за раніше описаним алгоритмом, величину hРТ, hПТ, VТ і m.
З рівняння 4 визначають Dh, а за рівнянням 3 – величину DV. Після чого з рівняння 2 визначається VН, а за рівнянням 1 – значення QР, що й було потрібно розрахувати.
Лабораторна робота № 9. Визначення режимів
вентиляції вантажних приміщень
Мета роботи. Вироблення практичних навичок визначення параметрів повітря в конкретному приміщенні до, після та у процесі його вентиляції зовнішнім повітрям.
Загальні вказівки. Для забезпечення схоронності вантажу у вантажному приміщенні необхідно запобігти можливості конденсації вологи на вантажі, на огороджені приміщення, створити оптимальні температурно-воложностні умови для вантажу.
Універсальні суховантажні судна та портові склади загального призначення, як правило, не мають спеціальних систем обробки вентиляційного(зовнішнього) повітря. Єдиним засобом регулювання тепло-воложностних параметрів у вантажних приміщеннях є вентиляція їх необробленим зовнішнім повітрям.
Можливість і доцільність вентиляції залежить від параметрів зовнішнього повітря та їхнього співвідношення з параметрами системи«вантаж – трюм
65
(склад) – зовнішнє повітря». Для рішення будь-яких питань, які пов'язані зі станом такої системи необхідно оперативно та з достатньою точністю визначати її параметри. Найбільш динамічною складовою цієї системи є зовнішнє повітря, і визначення його параметрів має першорядне значення.
Приладами для визначення потрібних параметрів повітря в приміщеннях та назовні є термометри та гігрометри.
Гігрометр показує відносну вологість повітря (j), принцип його дії заснований на зміні лінійного розміру певного матеріалу(волосся) при зміні вологості. Він простий в обігу та використанні, але його періодично необхідно калібрувати за допомогою вимірів відносної вологості психрометром.
Визначення відносної вологості повітря(j) за допомогою психрометра засновано на різниці температур змоченого(вологого) і сухого термометрів цього приладу. Ця різниця забезпечується за рахунок зниження температури змоченого термометра через випар вологи з його поверхні. Чим менше j, тим інтенсивніший випар і більше різниця температур.
Принцип дії психрометра заснований на фізичних законах, тому точність його вимірів залежить тільки від точності і якості його виготовлення. Так, при випаровуванні рідина переходить в газоподібний стан при температурі нижче за точку кипіння. Необхідна для цього теплова енергія(теплота випаровування) відповідає теплоті пароутворення. Джерелом її звично служить внутрішня енергія самої рідини, яка в результаті випаровування охолоджується.
Для виміру температури повітря в основному використовують рідинні термометри. При використанні психрометра його не змочений(сухий) термометр може також служити для виміру температури повітря.
Існує декілька діаграм залежності температури, відносної вологості та точки роси, але найбільше зручно користуватися t-t діаграмою вологого повітря. Використання t-t діаграми (рис. 1) дозволяє визначити точку роси, калібрувати (перевіряти точність виміру) гігрометри, визначати парціальний тиск пару. Тому основою для визначення параметрів повітря за показниками психрометра, є t-t діаграма.
На поле діаграми (рис. 1) під кутом 45° проведені градуйовані прямі (ціна ділення 1°С) насиченого паром повітря (j = 100 %). Паралельно їм, через проміжки вліво, нанесені нахилені прямі лінії меншого значення відносної вологості.
Від цих градуйованих ліній через кожний градус проведені: üгоризонтально вліво – прямі лінії температури повітря(сухого, тобто
звичайного термометра); üнагору та уліво– криві лінії температур змоченого(вологого) термо-
метра; üвертикально нагору та у низ– прямі лінії, які примикають до замикаю-
чих (обмежуючих) поле діаграми зверху та знизу градуйованих горизонтальних прямих ліній точок роси t.
Нижче поля діаграми розташована градуйована горизонтальна пряма -лі нія парціального тиску водяної пари (e, h).