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: ? = 0,85 т/м3;

·влажность: W = 9%;

·начальная температура груза: tн = 1 °С;

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

·температура замерзания груза: tз = - 1 °С;

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

·продолжительность проверки: ? = 100 часов;

·параметры кузова полувагона:

oширина: Вв = 2,9 м;

oдлина: Lв = 12,3 м;

oвысота: Нб = 2,1 м;

oгрузоподъёмность: Qгп = 69 т.

2.Определить

·глубину смёрзшегося слоя hсм;

·размеры и объём талого ядра;

·коэффициент смерзаемости груза;

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

·построить графики зависимостей:

oпрочности смёрзшегося слоя от глубины: ?i = f(Hi);

oтемпературы от глубины: ti = f(Hi).

Интервалы приращения глубины принять равными 0,25 hсм.

3.Расчётная часть

. Определение глубины смёрзшегося слоя:

.1 Определение коэффициента теплопроводности смёрзшегося груза:

?см = 0,246

.2 Определение объёмной теплоёмкости:

·талого груза: ст = 1842 Дж/(м? ? °С);

·смёрзшегося груза: ссм = 1697 Дж/(м? ? °С);

·фазовых переходов: сф = 335000 кДж/м?;

.3 Определение безопасной влажности груза:

Wб = 4,7%

.4 Определение глубины смёрзшегося слоя:

hсм=

. Определение высоты груза в вагоне:

Нгр = Qгп : (Lв Вв ?) = = 2,28 м

3. Определение объёма груза в вагоне:

Vгр = Lв Вв Нгр = 12,3 2,9 2,28 = 81,33 м3

4. Определение объёма смёрзшегося груза:

.1 Определение объёма талого ядра:

Vтя = (Lв - 2hсм) (Вв - 2hсм) (Нгр - 2hсм) =

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

4.2 Определение объёма смёрзшегося груза:

Vсм = Vгр - Vтя = 81,33 - 50,41 = 30,92 м3

. Определение коэффициента смерзаемости груза:

? = Vсм/Vгр = = 0,38

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

tпов = ti=1 = tк + (|tн| + |tк|) е-0,04? = -20 + (1 + 20) е-0,04?100 = -19,62 °С

. Определение прочности смёрзшегося слоя на поверхности груза:

?i=1 = ?т + 8,5? (W?i - Wб) (|ti=1| - |tз|)0,5 =

= 0,15 + 8,5 0,85 (0,09 0,85 - 0,047) (19,62 - 1)0,5 = 1,07 МПа

где ?i - поправочный коэффициент, определяется из отношения глубины i-ого слоя смёрзшегося груза от или до талого ядра hi к глубине смёрзшегося слоя hсм.

8. Расчёт таблицы:

Температура каждого i-ого слоя определяется по формуле:

ti = tпов + (tз - tпов)

Прочность каждого соответствующего i-ого слоя определяется по формуле:

?i = ?т + 8,5? (W?i - Wб) (|ti| - |tз|)0,5

Результаты заносятся в таблицу:

Таблица 1

№ п/п Глубина слоя i до (hпi) и от (hдi) талого ядра, м Температура i-ого слоя ti, °СГлубина i-ого слоя от поверхности груза Hi, мОтношение Hi/НгрПоправочный коэффициент ?iПрочность i-ого слоя ?i, МПа10-19,62000,851,0720,0625-14,960,06250,030,850,9530,125-10,310,1250,060,850,8040,1875-5,660,18750,080,850,6150,25-1,000,250,110,850,1550,25-1,002,030,891,030,1560,1875-5,662,09250,921,030,8670,125-10,312,1550,941,031,1580,0625-14,962,21750,971,081,5090-19,622,2811,081,72

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:

№ грузаПараметры грузов:Параметры размещения грузовДлина L, ммШирина В, ммВысота Н, ммВысота центра тяжести h', ммМасса Qгр, тПо длине вагона l', ммПо ширине вагона b', мм1600020002100100018040022000150031001000120200330002000150080014400300

·схема размещения грузов:

·параметры платформы:

oширина: Впл = 2770 мм;

oдлина: Lпл = 13000 мм;

oвысота от уровня головки рельса:

§пола: Нп = 1310 мм;

§центра тяжести платформы: hвцт = 800 мм;

oтара: Qт = 22 т;

oплощадь наветренной поверхности: sв = 13 м2;

oвысота бортов: Нб = 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 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:

.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:

.1 По длине платформы:

lсм = -l0 + Lпл/2 = -6286,4 + = 1213,6 мм

.2 По ширине платформы:

bсм = -b0 + Bпл/2 = -1245,4 + = 139,6 мм

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

.1 По длине:

lдопсм = 1808 мм

lдопсм > lсм

1808 > 1213,6 мм

Груз устойчив по смещению общего центра тяжести по длине. Перевозка груза допустима.

.2 По ширине:

bдопсм = 264,15 мм

bдопсм > bсм

264,15 > 139,6 мм

Груз устойчив по смещению общего центра тяжести по ширине. Перевозка груза допустима.

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

Н0 = = 1764,2 мм

Н0 < 2300 мм

,2 < 2300 мм

Груз устойчив по высоте центра тяжести от уровня головки рельса. Перевозка груза допустима.

5.4 По площади наветренной поверхности:

s0 = sв + (Н(1)гр - Нб) L(1)гр + (Н(2)гр - Нб) L(2)гр + (Н(3)гр - Нб) L(3)гр =

= 13 + = 30,8 м2

s0 < 50 м2

,8 < 50 м2

Груз устойчив по площади наветренной поверхности. Перевозка груза допустима.

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Больше работ по теме: