Физические свойства

Физико-химические свойства груза

Физико-химические свойства характеризуют состояние груза, его способность вступать во взаимодействие с окружающей средой, вредно воздействовать на подвижной состав, складские емкости, погрузочно-разгрузочные машины и устройства, другие грузы, а также на здоровье людей. От физико-химических свойств в значительной степени зависят выбор условий перевозки, погрузки, выгрузки и хранения груза и основные требования к его таре и упаковке.

Гранулометрический состав навалочных и насыпных грузов характеризует распределение кусков или частиц по крупности, определяемой их линейным размером К в мм. По этому показателю навалочные грузы делятся следующие категории:

особо крупные (К>320), крупнокусковые(160<К≤320), среднекусковые (60<К≤160), мелкокусковые (60<К≤160), крупнозернистые (2<К≤10), мелкозернистые (0,5<К≤2), порошкообразные (0,05<К≤0,5), пылевидные (К < 0,05).

Гранулометрический состав груза определяет выбор способа по­грузки-выгрузки и оказывает значительное влияние на такие свойства грузов, как сыпучесть, гигроскопичность, способность к слеживанию, смерзанию, уплотнению.

Сыпучесть - способность навалочных грузов смещаться (пересы­паться) под действием сил тяжести или внешнего динамического воз­действия (степень подвижности отдельных частиц и всей массы нава­лочного груза). Сыпучесть груза характеризуется величиной угла есте­ственного откоса α в состоянии покоя. Угол естественного откоса равен углу между образующей конуса и плоскостью основания штабеля при высыпании навалочного груза на эту плоскость. Величина угла естест­венного откоса зависит от рода груза_, формы, размера, шероховатости однородности частиц груза, влажности груза, способа и высоты отсыпки, состояния покоя или движения.

При воздействии на груз динамических нагрузок, особенно вибра­ций, угол естественного откоса может снижаться до нуля. С ростом влажности груза возрастают и силы сцепления частиц в массе груза. У некоторых грузов при увеличении влажности до критического значения происходит вначале увеличение, а затем резкое уменьшение сил сцепления частиц, приводящее к обвалу штабеля.

Слеживаемость - способность навалочного груза полностью или частично утрачивать свойство сыпучести в процессе хранения или транспортирования. Слеживаемости подвержены рудные концентраты, уголь, минерально-строительные грузы, минеральные удобрения, различные соли, торф, сахар, цемент и т.д. На степень слеживаемости оказывают влияние однородность гранулометрического состава, форма и особенности поверхности частиц груза_: влажность и гигроскопичность груза, длительность хранения и перевозки, высота штабеля и другие факторы. Основными причинами слеживаемости являются спрессовывание частиц груза под давлением верхних слоев, кристаллизация солей из растворов и переход соединений вещества из одного состояния в другое, химические реакции в массе груза. При неоднородности гранулометрического состава мелкие частицы груза располагаются между крупными, число точек соприкосновения возрастает, повышается степень слеживаемости. Для снижения степени слеживаемости навалочных грузов необходимо, чтобы в массе груза был однородный гранулометрический состав, а у его отдельных частиц была гладкая поверхность, близкая к шаровидной форме. Однородность гранулометрического состава можно получить путем грохочения (просеивания) груза через набор сит (решеток) с отверстиями разного размера.

Способность груза к слеживаемости возрастает при наличии в его массе в воде примесей. Если слеживаемость обусловлена давлением верхних слоев груза. Степень слеживаемости возрастает с ростом влажности груза. В хорошо растворимых грузах повышение влажности приводит к образованию насыщенного раствора, при высыхании которого образуется прочная монолитная корка. В некоторых грузах влага стимулирует химические процессы, способствующие слеживаемости. Сильному слеживанию подвержены все гигроскопичные, рас­творимые в воде грузы. При резких сменах температуры и влажности окружающей среды слеживаемость груза увеличивается.

Для предотвращения или замедления процесса слеживаемости грузы хранят в условиях, уменьшающих поглощение влаги. Гигроскопич­ные грузы упаковывают во влагонепроницаемую тару, другие грузы плотно покрывают брезентом, пленками и другими материалами.

Сводообразование - зависание частиц некоторых видов навалоч­ных грузов над выпускным отверстием бункера, разгрузочным люком подвижного состава и т.п. Образование свода происходит в результате зацепления движущихся частиц груза за частицы, находящиеся в со­стоянии покоя. Сводообразование зависит от гранулометрического со­става груза, его влажности и является частным случаем слеживаемости.

Скважистость - наличие свободного пространства (пустот) между частицами груза, оценивается коэффициентом скважистости.

где V_ш - геометрический объем штабеля груза, м³; V_гр - объем груза без учета суммарного объема пустот между отдельными частицами, м³.

Величина Е_с характеризует воздухопроницаемость груза.

Пористость — наличие внутренних пор и капилляров в массе груза, оценивается коэффициентом пористости

где V_k - суммарный объем внутренних пор и капилляров в массе груза, м³.

Уплотняемость - способность груза к уплотнению под действием разных нагрузок, оцениваемая коэффициентом уплотнения

V'_гр, V"_гр - объем груза соответственно до и после уплотнения, м³.

Степень уплотнения зависит от гранулометрического состава, скважистости и пористости груза. Она является важным фактором повышения статической нагрузки автомобиля.

Распыляемость - свойство насыпных грузов, заключающееся в способности мелких частиц находиться длительное время в воздухе во взвешенном состоянии и переноситься воздушными потоками от места хранения, погрузки, выгрузки или с транспортного средства на значительные расстояния. Значительным пылением при перегрузочном и перевозочном процессах обладают уголь, цемент, мука, зерно, глинозем и другие грузы.

Сильное пыление грузов затрудняет работу людей, вызывает необходимость применения защитных мер (марлевых повязок, респираторов, противогазов и т. д.). Органическая и металлическая пыль в определенной концентрации способна к воспламенению и взрыву под действием любого внешнего источника огня. Кроме того, распыление приво­дит к потерям продукции и загрязнению окружающей среды. Чем больше дисперсность (степень измельчения частичек) пыли, тем выше ее химическая активность, адсорбционная способность (поглощение из ок­ружающей среды газов, паров и радиоактивных веществ), склонность к электризации статическим электричеством, тем ниже температура самовоспламенения и значение предельно допустимой концентрации (ПДК).

Для предотвращения распыления грузов необходимо использовать специализированный подвижной состав и погрузочно-разгрузочные устройства, устанавливать фильтры в вентиляционных устройствах скла­дов пылящих грузов, покрывать поверхность грузов пленками и использовать другие способы в зависимости от вида груза. Например, при пе­ревозке угля с пылевидными фракциями автомобильным транспортом в зимний период следует поливать водой верхний поверхностный слой уг­ля для образования угле-ледяной корки (гидрообеспыливание).

Пылеемкость - способность грузов легко поглощать пыль из окружающей среды. Поглощение пыли приводит к порче и ухудшению товарного вида продукции. Повышенной пылеемкостью отличаются волок­нистые материалы, ткани, меховые изделия, грузы повышенной влажно­сти и т. д. Для предотвращения поглощения пыли необходимо исполь­зовать пыленепроницаемые материалы для упаковывания продукции повышенной пылеемкости.

Абразивность - способность грузов истирать соприкасающиеся с ними поверхности подвижного состава и погрузочно-разгрузочных ма­шин. Абразивность зависит от твердости и острокромчатости (наличие острых режущих граней) частиц груза. Твердость минералов оценивает­ся по минералогической шкале твердости (шкала твердости Мооса), ко­торая представляет собой набор стандартных минералов (эталонов), служащих для определения относительной твердости минерала мето­дом царапания по десятибалльной шкале. За эталоны приняты 10 мине­ралов, расположенных в порядке возрастания твердости (табл. 7).

Таблица 7

Минералогическая шкала твердости

Минерал	Твердость по шкале Мооса	Минерал	Твердость по шкале Мооса
Тальк		Ортоклаз
Гипс		Кварц
Кальцит		Топаз
Флюорит		Корунд
Апатит		Алмаз

В зависимости от твердости частиц грузы делятся на малоабразивные с твердостью до 2,5 баллов; среднеабразивные - свыше 2,5 до 5 баллов, высокоабразивные — свыше 5 баллов. Высокой абразивностью обладают, например, цемент, минерально-строительные материалы и т.д.

При работе с абразивными грузами необходимо принимать меры к предотвращению пыления и попадания частиц на трущиеся детали подвижного состава и погрузочно-разгрузочных машин.

Хрупкость - способность некоторых грузов при механическом воз­действии разрушаться, минуя состояние пластических деформаций. При пополнении погрузочно-разгрузочных работ и транспортных операций необходимо хрупкие грузы укладывать и закреплять, избегать бросков, ударов, падений отдельных грузовых мест и т.д. Тара и упаковка таких грузов должны быть исправными и обеспечивать их сохранность от раз­рушения. К хрупким относятся изделия из стекла и керамики, различная аппаратура, приборы, шифер и т.д.

Вязкость (внутреннее трение) - свойство жидкостей и газов сопротивляться действию внешних сил, вызывающих их течение. Вязкость характеризует внутреннее трение и объясняется силами молекулярного сцепления. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

На практике вязкость часто измеряют на вискозиметре Энглера.

Гигроскопичность - способность грузов содержать в своем составе влагу и при определенных условиях отдавать ее или дополнительно по­глощать из воздуха. Транспортное состояние гигроскопических грузов во многом определяется их сорбционными свойствами.

В общем случае под сорбционными свойствами (сорбцией) пони­мается способность твердых тел или жидкостей поглощать какое-либо вещество из окружающей среды..

В процессе хранения и транспортирования сорбционные явления оказывают влияние на качество многих грузов, особенно гигро­скопических и воспринимающих посторонние запахи.

Способность грузов поглощать влагу из воздуха объясняется раз­ными причинами, зависящими от форм связи влаги с веществом. Так, например, карбид кальция, негашеная известь поглощают влагу вслед­ствие своей химической активности. Гигроскопичность соли и сахар; объясняется их растворимостью в воде при увлажнении путем адсорб­ции на поверхности соли и сахара образуется раствор, который прони­кает в массу груза вследствие разности концентрации растворенного вещества (свободная конвекция). Хлопок, шерсть, зерно поглощают вла­гу вследствие сгущения водяных паров (активность воды) на больших внутренних поверхностях. Интенсивность поглощения влаги грузами за­висит от изменения температуры, влажности и скорости движения воз­духа, от площади поверхности груза, соприкасающейся с воздухом, от пористости, скважистости и температурного запаса груза.

Если груз содержит большее количество влаги, то он находится в подмоченном состоянии.

Влажность груза - процентное содержание влаги в массе груза. Влага может содержаться в массе груза в свободном и связанном со­стояниях. Различают абсолютную, относительную и кондиционную влажность груза.

Кондиционная влажность различных грузов, при которой сохраня­ются качественные характеристики, устанавливается стандартами, тех­ническими условиями, регламентами и другими нормативными мате­риалами. Отклонения влажности грузов от кондиционных значений при­водят к порче или потере качества продукции. Чтобы сохранить конди­ционное состояние груза при хранении и транспортировании, надо либо надежно защищать груз от воздействия влаги окружающего воздуха (герметизацией упаковки), либо осушать воздух в окружающей среде (кондиционированием воздуха).

Липкость грузов - свойство навалочных грузов задерживаться на поверхности твердых тел. Налипание груза на внутреннюю поверхность кузовов автотранспортных средств, бункеров и на рабочие органы погрузочно-разгрузочных машин и устройств снижает производительность работы, требует дополнительного времени на очистку кузовов от при­липших грузов.

Дата добавления: 2014-01-05