Свойства воздуха и определение его параметров

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара.

Плотность воздуха при 20º C и давлении 760 мм рт. ст. равна 1,293 кг/м³, а плотность водяного пара равна 0,768 кг/м³. Отсюда следует, что при одинаковых условиях влажный воздух легче сухого.

Абсолютной влажностью g называется масса водяного пара в 1 м³ смеси.

Относительной влажностью воздуха – φ - называется отношение фактического количества водяных паров к тому максимальному количеству, которое может содержать воздух при данной температуре.

Точкой росы t° называется температура воздуха, при которой количество водяных паров достаточно для насыщения воздуха, иначе говоря, если воздух охладить до такой температуры, он станет насыщенным водяными парами, а на предметах, имеющих температуру, равную или меньшую температуры точки росы, начнется конденсация водяного пара.

Точка росы зависит от абсолютной влажности воздуха и может быть определена по номограмме влажного воздуха либо по психрометрической таблице. Для решения задач кондиционирования воздуха и груза в трюмах судов, а также для соблюдения равновесной влажности груза применяется понятие «температурный запас».

Температурным запасом Θ называется разность между температурой воздуха и точкой росы. Обычно температурный запас принимается равным 3 °С.

Все грузы, предъявляемые к перевозке, разделяются на гигроскопические и негигроскопические.

Влагосодержание - отношение массы влаги к массе сухого груза

Для каждого гигроскопического материала установлено определенное стандартное значение влагосодержания, которое носит название кондиционной влажности.
Равновесным влагосодержанием называется влагосодержание материала, находящегося в состоянии термодинамического равновесия, когда температура материала равна температуре окружающего воздуха, а парциальное давление пара жидкости на поверхности материала равно парциальному давлению пара в воздухе.

Если фактическая влажность груза меньше равновесной, то груз будет увлажняться, и наоборот.

3 Микроклимат грузовых помещений судна
Погруженный на судно в каких-то определенных климатических условиях груз предохраняется от воздействия внешней среды на всем переходе морем обшивкой корпуса и воздушной средой, которая заключена между обшивкой судна и ограждением рыбинсов. Температура груза, особенно его внутренних слоев, не успевает сравняться с температурой внешней среды за время перехода. Поступление тепла через ограждения составляет 5-10% того количества, которое требуется для выравнивания температур. При перевозке навалочных грузов прогревание происходит только на глубину 1 м, остальная часть штабеля, особенно его центральная часть сохраняет свою первоначальную температуру, т. е. температуру порта погрузки.
При перевозке генеральных грузов глубина прогрева будет зависеть от плотности укладки груза, наличия вентиляционных каналов, проложенных в штабеле груза и интенсивности вентиляции,

При регулировании микроклимата трюмов и в зависимости от условий плавания судна принято рассматривать следующие температурные схемы трюмов.
Если судно совершает рейс зимой в одной климатической зоне, то температура воды выше температуры наружного воздуха. В этих условиях тепловые потоки перетекают снизу вверх,

захватывая и потоки влаги. В зимних условиях, как правило, температура груза ниже температуры забортной воды, следовательно, тепловые потоки направлены от подводной части трюмного ограждения к грузу и от него к надводной части трюмного ограждения.

Поскольку теплопроводность второго дна меньше теплопроводности бортов в подводной части, то это вызывает интенсивную миграцию влаги внутрь массы груза. Влага из подпайольного

пространства также мигрирует внутрь штабеля груза. Все это, вместе взятое, вызывает увлажнение груза в середине штабеля. Влага, испаряющаяся из груза, переносится конвективными потоками в

подпалубное пространство и конденсируется на подволоке трюма. Поверхностная вентиляция наружным воздухом прекращает конденсацию влаги на подволоке, но, усиливая процесс перемещения влаги из массы груза в подпалубное пространство, способствует усушке груза.

При плавании судна летом в одной климатической зоне температура воды обычно ниже температуры наружного воздуха, а надводная часть судна, кроме того, подвергается еще обогреву лучами солнца При этих условиях тепловые потоки, направленные сверху вниз, увлекают за собой и потоки влаги. В результате этого процесса увлажняется нижняя часть груза.

Вентиляция трюмов наружным воздухом усиливает процесс теплопередачи от наружного воздуха к грузу, но существенных изменений микроклимата трюма не вызывает. Увлажнение или усушка груза будет зависеть от параметров вентиляционного воздуха. Ночью при резких колебаниях суточных температур возможно отпотевание на подволоке палубы твиндека. Для предотвращения отпотевания рекомендуется в ночное время производить вентиляцию твиндеков, но предварительно следует рассчитать параметры трюмного и наружного воздуха.

При переходе судна с юга на север температура груза в трюмах выше температуры воды и воздуха. Тепловые потоки, идущие от груза к трюмному ограждению, переносят влагу от центра к краям штабеля груза и затем к холодному ограждению трюма, что вызывает конденсацию влаги на обшивке корпуса судна и подволоке палубы.
Часть влаги мигрирует от центра штабеля к пайолу и вызывает увлажнение нижней части груза. Конденсация влаги в подпалубном пространстве может привести к подмочке верхнего слоя груза в результате падения капель влаги с подволока на груз.

В зависимости от параметров наружного воздуха вентиляция трюмов дает различные результаты. Если наружный воздух сухой, то усиливается процесс перемещения влаги из массы груза и происходит усушка груза. Влажный вентиляционный воздух может ликвидировать процесс конденсации влаги на трюмном ограждении, но при этом сам груз может отсыреть. При резком падении температуры наружного воздуха вентилирование трюмов холодным воздухом приводит к отсыреванию груза.

Вентиляция груза при переходе с юга на север необходима, но она приводит к усушке, а иногда к внутреннему отсыреванию груза. Подмочка и отсыревание груза при переходе из теплой зоны в холодную могут быть предотвращены путем выравнивания температуры груза и температуры внешней среды.

В тех случаях, когда судно совершает переход с севера на юг, т. е. из холодных мест в теплые, холодная масса груза воспринимает тепло от трюмного ограждения.
При этом можно выделить три разных по силе тепловых потока; наибольший— от прогретой солнцем палубы, нормальный — от бортов подводной части судна и наименьший — от пайола. Влага, переносимая этими потоками, увлажняет часть груза, расположенную ближе к пайолу. Если в трюм подается теплый влажный воздух, то он, попадая на груз, охлаждается и вызывает конденсацию влаги на массе холодного груза. При этом абсолютная влажность трюмного воздуха увеличивается в соответствии с ростом влагосодержания наружного воздуха, интенсивностью вентиляции и влагоотдачи груза. Вследствие нагревания поверхности груза в период вентиляции миграция влаги с периферии к середине штабеля груза будет более интенсивной, чем при закрытом трюме, что приводит к отсыреванию груза. Если переход осуществляется вдоль меридиана, то через 2-3 сут. точка росы наружного воздуха будет выше температуры груза. В этих условиях вентиляция приводит к конденсации влаги на грузе.

На судах, оборудованных естественно-принудительной или механической вентиляцией, при переходе с севера на юг вентиляторы трюмов должны быть задраены. В порту выгрузки теплый влажный воздух через раскрытые люки попадает в трюм и при контакте с холодным грузом вызывает конденсацию влаги на грузе.

Предотвратить эти нежелательные процессы можно только такой схемой вентиляции, которая позволит выровнять температуру груза с температурой внешней среды. Учитывая, что на судах с естественно-принудительной и механической вентиляцией это сделать невозможно, при необходимости перевозки ценных гигроскопических грузов в сложных климатических условиях надо использовать суда, оборудованные системой кондиционирования воздуха в грузовых трюмах.

Дата добавления: 2014-01-15