Влажность и разжижаемость навалочных грузов.

 Влажность:химически связанная (конституционная), гигроскопическая (поры), молекулярная (поверхность частиц), гравитационная (скважины). Навалочные грузы, содержащие внешнюю влагу, на­зывают влажными, или сырыми, если она обволакивает частицы (молекулярная влага), либо мокрыми, когда влага частично заполняет поры между ча­стицами (гравитаци­онная влага). При длительном хранении на открытом воздухе внешняя влага испаряется, и груз называют воздушно–сухим или находящимся в состоянии естественной влажности. Насыпной груз, содержащий лишь конституционную влагу, называют сухим. Предельно допустимая влажность определяется ГОСТом. Влажность груза, как правило, определяют путем высушивания образца в сушильном шкафу при температуре 105 – 110°С до дости­жения постоянной массы пробы. Величина влажности находится как процентное отношение массы влаги, испарившейся после высу­шивания, к первоначальной массе образца. Исходя из гигроскопичности грузов и предельно допустимой влажности они крытого или открытого хранения. Относительная влажность навалочного груза – отношение массы испарившейся влаги к первоначальной массе вещества (%). Абсолютная влажность – отношение массы испарившейся влаги к массе сухого остатка (%). Влагосодержание – масса влаги в процентах от влажного вещества. Точка текучести – влагосодержание, при котором наступает текучесть. Транспортабельный придел влажности – максимальное влагосодержание, обеспечивающее безопасную перевозку морем.

Разжижаемость. Многие вещества, состоящие из мелких частиц, подвержены миграции влаги, если их влагосодержание является достаточно высоким. Поэтому с любым состоящим из мелких частиц грузом, который выглядит чрезмерно увлажненным, следует обращаться с осторожностью, а в случае необходимости перед погрузкой следует провести испытание по определению условий его разжижения. Грузы, склонные к разжижению – грузы, которые подвержены миграции влаги и последующему разжижению, если они перевозятся с влагосодержанием, превышающим предел влажности. Влажность разжижения – влагосодержание в процентах (от массы пробы во влажном состоянии), при котором в результате проведения предписанного методикой исследования представительного образца материала наступает его разжижение.Состояние разжижения – состояние, наступающее в тот момент, когда масса гранулированного материала становится настолько насыщенной, что под влиянием преобладающих внешних сил, таких, как вибрация, толчки или качка судна, оно теряетсвое внутреннее сопротивление к смещению и начинает вести себя, как жидкость.

Плотность навалочных грузов

 Объемная масса (плотность). Легкие менее 0,6 т/м³; средние 0,6 – 1,1; тяжелые 1,1 – 2, весьма тяжелые более 2. Плотность вещества r_в – отношение массы навалочного груза к объему самого вещества (r_в = G / Vв). Объемная масса – отношение массы к сумме объемов вещества и пор (r_о = G / (Vв + Vп)). Насыпная масса – отношение массы к сумме объемов вещества, пор, скважин (r = G / (Vв + Vп + Vс)). Пористость (коэффици­ентами плотности или пористости) (Кп = Vп / (Vв + Vп)) характеризует, сколько влаги может впитать вещество, без подмочки. Скважность (скважистость) (Кс = Vс / (Vв + Vп + Vс)) воздухопроницаемость груза. Стандартная плотность навалочного груза (r_ст) – масса груза в мерном ящике (1000х1000х1000 мм); для зерновых – натура зерна. Натура зерна и стандартная плотность пылевидных и порошкообразных грузов определяется при помощи литровой пурки. Коэффициент уплотнения (Ку = r_ф / r_ст) характеризует усадку груза. Коэффициент проницаемости (Кпр = (Vп + Vс) / (Vв + Vп + Vс)) характеризует, сколько воды может проникнуть в полностью загруженное грузовое помещение. Плотность грузов различна: при ее значении менее 0,6 т/м³ грузы принято считать легкими, от 0,6 до 1,0 т/м³ – средними и более 1,0 т/м³ – тяжелыми.Увеличение плотности навалочных грузов происходит за счет бо­лее компактной укладки частиц и уменьшения объема пор груза под действием динамических сил или статических нагрузок. Способ­ность груза уменьшать свой объем (уплотняться) под действием внешних факторов иначе называют сжимаемостью, или компресси­онной способностью. В условиях морской перевозки изменение плотности массы груза зависит от способа и высоты его загрузки в грузовые помещения судна, а также от интенсивности действия та­ких внешних динамических сил, как вибрация и качка судна.Для большинства навалочных грузов динамические нагрузки в сравнении со статиче­скими вызывают более значительное уплотнение частиц.При вибрационном уплотнении масса груза на некоторое время приобретает свойства жидкости, мелкие частицы укладываются в поры между более крупными и происходит переформирование грузовых частиц, в результате которого резко уменьшается порис­тость и увеличивается плотность. Влажные пылевидные навалочные грузы сжимаются более медленно, скорость уплотнения в этом случае определяется быстротой выдавливания поровой воды.

Абразивностьи сыпучесть.

 Истирающая способность (абразивность) и острокромчатость. По степени абразивности навалочные грузы ­делятся на несколько групп: А – неабразивные, В – малоабразивные, С – средней абразивности, Д – высокой абразивности. Степень абразивности груза зависит от твердости, формы и размеров его частиц и характеризуется десятибалльной шкалой (шка­лой Мооса (1 – тальк, 10 – алмаз)). Острокромчатость – наличие острых режущих кромок (граней) у частиц груза. Опасна при производстве грузовых работ.

Сыпучесть – способность смещаться (пересыпаться) вследствие взаимного передвижения частиц (из–за действия качки, вибрации). Характеризуется углом естественного откоса a – углом между образующей конуса, из свободно насыпанного навалочного груза, и горизонтальной плоскостью. Который зависит от размера, формы, шероховатости, однородности частиц; влажности; способа и высоты отсыпки. Грузы, приобретающие свойства текучести – тиксотропные. Тиксотропными принято называть грузы, которые способны при­обретать свойство текучести под действием внешних динамических факторов. К ним относятся концентраты минеральных руд, а так­же другие порошкообразные и пылевидные материалы, перевози­мые морем в увлажненном состоянии.Сыпучесть (подвижность) насыпных грузов является основным отличительным свойством этой категории грузов и определяется характером распределения внутренних сил в сыпучей массе. Сыпу­честь насыпного груза, степень подвижности его частиц принято характеризовать величинами углов естественного откоса, внутрен­него трения, а в общем случае – величиной сопротивления сдвигу. Сопротивление сдвигу складывается из сопротивления трению твердых частиц груза между собой по поверхностям скольжения и сопротивления связности, которая определяется силами сцепления частиц.К связным и вязким сыпучим телам принято относить грузы, которые оказывают ощутимое сопротивление сдвигу при незначи­тельных нормальных нагрузках. Свойство связности характери­зуется силами сцепления частиц груза.

 22.Слеживаемость, смерзаемость, спекаемость.

Смерзаемость – потеря сыпучести при низких температурах с образованием прочного монолита. Это свойство аналогично слеживаемостн груза, и по результатам они идентичны. При смерзании также происходит слипание частиц груза и тем больше и сильнее, чем мельче и более шероховата поверхность частиц груза, больше его влажность и пористость. Придел влажности: песок 1 – 1,2 %; щебень – менее 2 %; антрацит – менее 4 – 5 %; бурый уголь 18 – 30 %; агломерат железной руды, концентраты цветных руд, известняк, гравий – менее 2 %.

Спекаемость – потеря сыпучести при высоких температурах (пек, гудрон, асфальт, горячий агломерат). Спекаемости под-

вержены перевозящиеся навалом материалы, такие как пек, гудрон, асфальт, а также агломераты руд, поступающие в

трюмы судов в горячем состоянии. Процесс спекания схож с процессом слеживаемостн. Спекаемость грузов при пере-

возке их навалом на обычных судах предотвратить нельзя, поэтому их следует перевозить в таре или на специализиро-

ванных судах в горячем состоянии.

Слеживаемость – полная или частичная потеря сыпучести при длительном хранении (цемент, известь, глина, сода, окись цинка, минеральные удобрения), при повышенной влажности (соль, сахар). Слеживаемость характеризуется

прочным сцеплением частиц груза и максимальной плотностью. Причинами слеживаемостн являются:*сцепление частиц груза от сдавливания при большой высоте укладки:*кристаллизация солей из растворов и переход соединений вещества из одних модификаций в другие;*химические реакции в грузах. Степень слеживаемостн зависит от размера, формы и характера поверхности частиц груза, наличия и свойств примесей, условий хранения груза, влажности, гигроскопичности, характера воздействия внешней среды, длительности перевозки и высоты укладки (возрастает с увеличением высоты слоя груза).