Определение теплофизических свойств груза. 
Определение положения общего центра тяжести грузов

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения Кафедра «Логистика и коммерческая работа»

Лабораторная работа

«Определение теплофизических свойств груза»

Выполнил

студент группы УПЛ-903

Амелин А. С.

Проверил

доцент Янковская Н. Г.

Санкт-Петербург 2011

1. Исходные данные

· наименование груза: уголь;

· объёмная масса груза: с = 0,85 т/м³;

· влажность: W = 9%;

· начальная температура груза: t_н = 1 °C;

· конечная температура груза: t_к = - 20 °C;

· температура замерзания груза: t_з = - 1 °C;

· сопротивление одноосному сжатию талого груза: у_т = 0,15 МПа;

· продолжительность проверки: ф = 100 часов;

· параметры кузова полувагона:

o ширина: В_в = 2,9 м;

o длина: L_в = 12,3 м;

o высота: Н_б = 2,1 м;

o грузоподъёмность: Q_гп = 69 т.

2. Определить

· глубину смёрзшегося слоя h_см;

· размеры и объём талого ядра;

· коэффициент смерзаемости груза;

· прочность и температуру смёрзшегося слоя в i-ой точке;

· построить графики зависимостей:

o прочности смёрзшегося слоя от глубины: у_i = f (H_i);

o температуры от глубины: t_i = f (H_i).

Интервалы приращения глубины принять равными 0,25 h_см.

3. Расчётная часть

1. Определение глубины смёрзшегося слоя:

1.1 Определение коэффициента теплопроводности смёрзшегося груза:

л_см = 0,246

1.2 Определение объёмной теплоёмкости:

· талого груза: с_т = 1842 ^Дж/_{(м? • °С)};

· смёрзшегося груза: с_см = 1697 ^Дж/_{(м? • °С)};

· фазовых переходов: с_ф = 335 000 ^кДж/_м?;

1.3 Определение безопасной влажности груза:

W_б = 4,7%

1.4 Определение глубины смёрзшегося слоя:

h_см=

2. Определение высоты груза в вагоне:

Н_гр = Q_гп: (L_в В_в с) = = 2,28 м

3. Определение объёма груза в вагоне:

V_гр = L_в В_в Н_гр = 12,3 2,9 2,28 = 81,33 м³

4. Определение объёма смёрзшегося груза:

4.1 Определение объёма талого ядра:

V_тя = (L_в — 2h_см) (В_в — 2h_см) (Н_гр — 2h_см) =

= (12,3 — 20,25) (2,9 — 20,25) (2,28 — 20,25) = 50,41 м³

4.2 Определение объёма смёрзшегося груза:

V_см = V_гр — V_тя = 81,33 — 50,41 = 30,92 м³

5. Определение коэффициента смерзаемости груза:

ц = V_см/V_гр = = 0,38

6. Определение температуры поверхности смёрзшегося груза (температуры в точке i = 1):

t_пов = t_i=1 = t_к + (|t_н| + |t_к|) е^-0,04ф = -20 + (1 + 20) е^-0,04•100 = -19,62 °С

7. Определение прочности смёрзшегося слоя на поверхности груза:

у_i=1 = у_т + 8,5с (Wг_i — W_б) (|t_i=1| - |t_з|)^0,5 =

= 0,15 + 8,5 0,85 (0,09 0,85 — 0,047) (19,62 — 1)^0,5 = 1,07 МПа где г_i — поправочный коэффициент, определяется из отношения глубины i-ого слоя смёрзшегося груза от или до талого ядра h_i к глубине смёрзшегося слоя h_см.

8. Расчёт таблицы:

Температура каждого i-ого слоя определяется по формуле:

t_i = t_пов + (t_з — t_пов)

Прочность каждого соответствующего i-ого слоя определяется по формуле:

у_i = у_т + 8,5с (Wг_i — W_б) (|t_i| - |t_з|)^0,5

Результаты заносятся в таблицу:

Таблица 1

На основе таблицы строится график зависимости прочности и температура каждого слоя от глубины соответствующего слоя от поверхности.

4. Вывод

Наибольшая температура наблюдается на границах и внутри талого ядра, так как на него оказывается наименьшее воздействие низких температур окружающей среды.

Так как при смерзании сыпучий груз образует монолит, то наименьшая прочность наблюдается как раз на границах и внутри талого ядра.

Наибольшая прочность груза наблюдается на дне вагона, так как в результате действия силы тяжести влага перемещается вниз, поэтому на дне вагона суммарная влажность выше, чем на поверхности груза, то есть образуется больше льда, который и связывает между собой мелкие частицы угля.

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения Кафедра «Логистика и коммерческая работа»

Лабораторная работа

«Определение положения общего центра тяжести грузов»

Выполнил

студент группы УПЛ-903

Амелин А. С.

Проверил

доцент Янковская Н. Г.

Санкт-Петербург 2011

1. Исходные данные

· таблица параметров грузов и их размещения:

· схема размещения грузов:

· параметры платформы:

o ширина: В_пл = 2770 мм;

o длина: L_пл = 13 000 мм;

o высота от уровня головки рельса:

§ пола: Н_п = 1310 мм;

§ центра тяжести платформы: h^в_цт = 800 мм;

o тара: Q_т = 22 т;

o площадь наветренной поверхности: s_в = 13 м²;

o высота бортов: Н_б = 500 мм.

2. Определить

· расположение общего центра тяжести всех грузов по длине, ширине и высоте (от уровня пола) платформы;

· смещение общего центра тяжести всех грузов относительно продольной и поперечной осей платформы и сравнить их с допустимыми значениями;

· расположение общего центра тяжести вагона с грузом по высоте относительно уровня головки рельса;

· площадь наветренной поверхности и сравнить её с нормативным значением.

3. Расчётная часть

температура тяжесть устойчивость груз

1. Нахождение общего центра тяжести по длине:

1.1 Определение расстояний от края до центра тяжести каждого груза по длине:

l₁ = l'₁ + L₁/2 = 0 + = 3000 мм;

l₂ = l'₁ + L₁ + l'₂ + L₂/2 = 0 + 6000 + 0 + = 7000 мм;

l₃ = l'₁ + L₁ + l'₂ + L₂ + l'₃ + L₃/2 = 0 + 6000 + 0 + 2000 + 400 + = 9900 мм.

1.2 Определение общего центра тяжести по длине:

l₀ = = 6286,4 мм

2. Нахождение общего центра тяжести по ширине:

2.1 Определение расстояний от края до центра тяжести по ширине:

b₁ = b'₁ + B₁/2 = 400 + = 1400 мм;

b₂ = b'₂ + B₂/2 = 200 + = 950 мм;

b₃ = b'₃ + B₃/2 = 300 + = 1300 мм.

2.2 Определение общего центра тяжести по ширине:

b₀ = = 1245,4 мм

3. Нахождение общего центра тяжести по высоте:

h₀ = = 936,4 мм

4. Нахождение смещения общего центра тяжести по длине и ширине вагона:

4.1 По длине платформы:

l_см = -l₀ + L_пл/2 = -6286,4 + = 1213,6 мм

4.2 По ширине платформы:

b_см = -b₀ + B_пл/2 = -1245,4 + = 139,6 мм

5. Определение допускаемости смещения общего центра тяжести и сравнение её с нормативными значениями:

5.1 По длине:

l^доп_см = 1808 мм

l^доп_см > l_см

1808 > 1213,6 мм Груз устойчив по смещению общего центра тяжести по длине. Перевозка груза допустима.

5.2 По ширине:

b^доп_см = 264,15 мм

b^доп_см > b_см

264,15 > 139,6 мм Груз устойчив по смещению общего центра тяжести по ширине. Перевозка груза допустима.

5.3 По высоте центра тяжести платформы с грузом от уровня головки рельса:

Н₀ = = 1764,2 мм Н₀ < 2300 мм

1764,2 < 2300 мм Груз устойчив по высоте центра тяжести от уровня головки рельса. Перевозка груза допустима.

5.4 По площади наветренной поверхности:

s₀ = s_в + (Н⁽¹⁾_гр — Н_б) L⁽¹⁾_гр + (Н⁽²⁾_гр — Н_б) L⁽²⁾_гр + (Н⁽³⁾_гр — Н_б) L⁽³⁾_гр =

= 13 + = 30,8 м²

s₀ < 50 м²

30,8 < 50 м²

Груз устойчив по площади наветренной поверхности. Перевозка груза допустима.