Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Статический угол естественного откоса

1.10. Угол естественного откоса

Угол естественного откоса или угол покоя – э то угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиционного состояния груза. Угол естественного откоса – максимальный угол наклона откоса гранулированного материала, не обладающего сцеплением, т. е. свободно текучего материала. Рыхлые и пористые навалочные грузы имеют больший угол покоя, чем твердые кусковые грузы. С увеличением влажности угол покоя растет. При длительном хранении многих навалочных грузов угол покоя за счет уплотнения и слеживаемости возрастает. Различают угол естественного откоса в покое и в движении. В покое угол естественного откоса на 10 – 18° больше, чем в движении (например, на ленте транспортера).

На практике данными о величине угла естественного откоса пользуются при определении площади штабелирования груза, количества груза в штабеле, объема внутритрюмных штивочных работ, при подсчете величин давления груза на ограждающие его стенки, при расчетах остойчивости судов, учитывающих перемещение груза при крене судна, а также при расчетах погрузочно-разгрузочных и транспортирующих устройств.

Справочные данные об углах естественного откоса для одних и тех же насыпных грузов в разных источниках иногда существенно отличаются друг от друга, так как замеры углов производятся различными методами и при разном исходном состоянии исследуемого материала. Например, для пшеницы величина угла естественного откоса, по данным различных авторов, изменяется от 16 до 38°, для углей – от 30 до 45°, для рудных концентратов – от 25 до 50°, для некоторых видов руд – от 30 до 45° и т.д.

Величина угла естественного откоса груза зависит от формы , размера , шероховатости и однородности грузовых частиц, влажности массы груза, способа его отсыпки , исходного состояния и материала опорной поверхности .

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения .

Экспериментальное определение сопротивления сдвигу и основных параметров груза производится обычно метода-

ми прямого среза , одноосного и трехосного сжатия .

Испытания свойств груза методами прямого среза применимы как к идеальным, так и к связным сыпучим телам. Метод испытания на одноосное (простое) сжатие – раздавливание применим только для оценки общего сопротивления сдвигу связных сыпучих тел при условном допущении, что во всех точках испытываемого образца сохраняется однородное напряженное состояние. Наиболее надежные результаты испытаний характеристик связного сыпучего тела дает метод трехосного сжатия , позволяющий исследовать прочность образца груза при всестороннем сжатии.

Определение угла естественного откоса мелкозернистых веществ (размеры частиц менее10 мм) производится с помощью « наклонного ящика ». Угол естественного откоса в этом случае– угол, образованный горизонтальной плоскостью и верхней кромкой испытательного ящика в тот момент, когда только начнется массовое осыпание вещества в ящике. Размеры ящика: длина 600 мм, ширина 400 мм, высота 2000 мм. С помощью угломера измеряют угол между верхней кромкой ящика и горизонтальной плоскостью с точностью до0,5 ° . Угол естественного откоса рассчитывают как среднеарифметическое из трех измерений и округляют до0,5 ° .

Судовой метод определения угла естественного откоса вещества используют при отсутствии«наклоняемого ящика». В этом случае угол естественного откоса– это угол между образующей конуса груза и горизонтальной плоскостью. Образец испытуемого вещества высыпают так, чтобы образовался начальный конус. Затем оставшуюся часть очень осторожно высыпают с высоты нескольких миллиметров на вершину конуса так, чтобы форма конуса была симметричной. Угол измеряется в четырех точках на уровне полувысоты конуса, расположенных вокруг конуса с шагом 90 ° . То же повторяется с двумя другими пробами. За величину естественного откоса принимают среднее арифметическое двенадцати измерений, округленное до 0,5 ° .

Практика производства замеров углов естественного откоса в натурных условиях показывает, что их величина несколько изменяется в зависимости от метода отсыпки груза (струей или дождем), массы исследуемого груза, высоты , с которой производится экспериментальная отсыпка.

Для определения угла естественного откоса в условиях порта рекомендована следующая методика. Зерно из бункера объемом 2 м 3 высыпается с высоты2,5 м через отверстие400х400 мм на ровную бетонную или асфальтированную площадку. Под углом естественного откоса понимается среднее арифметическое значение углов наклона к горизонту образующих зернового конуса, измеренных с четырех его сторон. Практическое использование методики показало, что она успешно может быть применена для сухих насыпных грузов со сравнительно однородными частицами ограниченного размера, а для увлажненных и крупнокусковых грузов пользоваться этим методом затруднительно из-за зависания материала. Поэтому для производства отсыпки груза при определении угла естественного откоса более целесообразно использовать ленточный или скребковый транспортер , обеспечивающий сбрасывание груза с высоты 2,5 м.

Читать еще:  Материалы для дверного откоса

Угол естественного откоса можно определить и другим способом . Например, зерно насыпается в ящик с размерами 400х400х1000 и отверстием 300×400, расположенным внизу одной из стенок. После открытия задвижки зерно высыпается в отгороженный двумя стеклянными стенками лоток. Угол наклона поверхности зерна к горизонту принимается за угол естественного откоса a .

Для быстрых измерений удобен способ Мооса , при котором зерно насыпают в прямоугольный ящик со стеклянными стенками размерами 100х200х300 мм на 1/3 его высоты. Ящик осторожно поворачивают на90° и измеряют, угол между поверхностью зерна и горизонтальной(после поворота) стенкой. Опыты проводят при всех указанных способах по 3 раза.

В лабораторных условиях для определения углов естественного откоса используют приборы различных систем, общим недостатком которых является возможность производства экспериментов только с грузами, меющими относительно небольшие и однородные грузовые частицы.

Наиболее распространенными методами определения угла естественного откоса в лабораторных условиях являются следующие.

1. В ящик прямоугольной формы размером 10х20х30 мм (или больше) насыпают исследуемый материал так, чтобы свободная его поверхность была горизонтальной, а затем осторожно поворачивают его на угол45 или 90° и после прекращения осыпания груза определяют угол естественного откоса a с помощью транспортира или путем замера высоты h и длины L заложения откоса и вычисления тангенса угла a (tg a = L/h)

2. Диск диаметром 10 см (или больше), имеющий вертикальный тарированный стержень, опускают в стеклянную банку и засыпают исследуемым материалом. Затем диск плавно вынимают. Высота оставшегося на диске конуса материала показывает величину угла естественного откоса, значения которого нанесены на стержне.

3. В воронку с диаметром трубы 5 мм (или больше, в зависимости от гранулометрического состава материала) осторожно засыпают исследуемый материал, и затем воронку медленно поднимают по мере образования конуса груза. Полученный таким образом конус замеряют угломером с четырех сторон и среднее значение принимают за величину угла естественного откоса исследуемого материала.

Вне зависимости от метода определения угла естественного откоса каждый опыт необходимо проводить не менее трех раз для получения наиболее характерных средних значений.

1.11. Объемно-массовые характеристики грузов

К объемно-массовым характеристикам грузов относится масса , линейные (габаритные) размеры , удельные объемы . Все грузы принимают к перевозке по массе или по счету мест .

Штучные грузы принимают счетом мест с указанием их массы. При сдаче груза получателю судно не несет ответ-

ственности за его массу, если число мест соответствует числу, указанному в документах, а тара и упаковка находятся в хорошем состоянии.

Ряд насыпных и навалочных грузов, например все хлебные грузы, принимается и сдается судном с проверкой массы груза. Взвешивание производят на автоматических весах. Сравнительно малоценные навалочные грузы(уголь, руда, соль и т. п.) принимают к перевалке обычно без взвешивания – с указанием массы по заявлению отправителя или с определением массы груза по осадке судна. В любом случае массу насыпных и навалочных грузов проверяют по осадке судна, для чего может привлекаться специальный сюрвейер и если она расходится с массой, заявленной отправителем или установленной путем взвешивания на автоматических весах, вносятся соответственные отметки в грузовые документы.

Груз, правильно сформированный и увязанный в пакеты, принимают по количеству пакетов, без пересчета мест внутри них. Но в случае нарушения увязки его принимают и сдают как обычный тарно-штучный груз – по числу мест.

Контейнеры принимают и сдают по количеству, номерам и наружному осмотру с проверкой целостности пломб. Контейнеры с повреждениями кузова, которые открывают доступ к содержимому, а также с нарушенными или неясными пломбами или без них на судно не принимают.

Таким образом определение массы груза производится для:

© генеральных грузов: 1. Счетом мест и умножением на стандартную или трафаретную массу. Трафаретная масса – определенная взвешиванием в пункте отправления, нанесения на тару (бирку) и указанная в документах. 2. Взвешиванием.

© навалочных грузов: 1. Счетом количества грейферов и умножением на среднюю массу груза в грейфере. 2. Взвешиванием 3. По разности водоизмещения до и после грузовых работ (см. лаб. раб. 3).

Удельный объем места (Uм) – объем который занимает 1 т груза в пространстве (Uм = Vм / Mм).

Удельный складочный объем (Uскл) – средний объем который занимает 1 т груза на складе (Uскл = Vшт / å Mм). Удельный погрузочный объем (U) – средний объем который занимает 1 т в грузовом помещении судна (U = W /

Для практических расчетов Uскл и U применяются соответственно коэффициенты укладки(Кукл) и трюмной укладки (Ктр). Коэффициент укладки можно определить по формуле Кукл = Vшт/ å Vм, для расчетов принимается равным 1,15. Коэффициент трюмной укладки рассчитывается для каждого рода груза и каждого грузового помещения по формуле Ктр =W/ å Vм. Для расчетов были определены средние значения Ктр в зависимости от линейных размеров груза и от расположения грузового помещения, на основании которых были построены графики зависимости(см. лаб. раб. 1). Таким образом, получим: Uскл = К скл × Uм; U = Ктр × Uм.

Читать еще:  Лента утеплительная для откосов

2. Генеральные грузы

2.1. Ящичные грузы

К ящичным относятся грузы в деревянных и фанерных ящиках и обрешетках, а также в картонных коробках, которые имеют правильную геометрическую форму параллелепипеда (рис. 5, рис. 6).

Ящики деревянные (или дощатые) при их большом разнообразии(по форме, размерам, назначению и пр.) можно разделить на 2 основных типа: плотные и решетчатые . Они наиболее надежно предохраняют содержимое от агрессивного влияния внешней среды. Изготавливаются их древесины различных пород(сосны, ели, липы, лиственницы, осины и др.), размеры и толщина досок зависит от особенностей перевозимых в них продуктов(товаров, изделий).

Плотные ящики часто изнутри выстилают пергаментом или иным подобным материалом, используются различные упаковочные материалы. Такие ящики обычно применяются при перевозке ценных (или бьющихся ) грузов, не требующих интенсивного воздухообмена.

Решетчатые ящики (полуящики) обычно используются при перевозке свежих плодоовощных грузов, требующих интенсивного воздухообмена и хорошей аэрации грузовых мест в процессе перевозки и хранения.

Невысокие ( мелкие ) ящики – ящики из дерева или картона, высотой 15 – 25 см, применяются для укладки в них фруктов или ягод, наиболее чувствительных к механическим повреждениям (сдавливанию и пр.).

Лотки – вид полуящиков небольшой высоты, имеющие специальные, выступающие за верхний габарит, треугольные бруски по углам, на которые они и устанавливаются при штабелировании. Используются при перевозке отдельных

Остойчивость морского судна

Остойчивостью называется — способность судна, отклоненного внешним моментом в вертикальной плоскости от положения равновесия, возвращаться в исходное положение равновесия после устранения момента, вызвавшего отклонение.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ

Задачи о равновесии накрененного судна, встречающиеся в практике Э1 плуатации, сводятся к трем основным типам:

  1. определение угла крена при действии заданного кренящего момента;
  2. определение кренящего момента по известному углу крена, и

определение наибольшего кренящего момента, который судно выдерживает

Просмотр содержимого документа
«Остойчивость морского судна»

ОСТОЙЧИВОСТЬ

Остойчивостью называется — способность судна, отклоненного внешним моментом в вертикальной плоскости от положения равновесия, возвращаться в исходное положение равновесия после устранения момента, вызвавшего отклонение.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ

Задачи о равновесии накрененного судна, встречающиеся в практике Э1 плуатации, сводятся к трем основным типам:

определение угла крена при действии заданного кренящего момента;

определение кренящего момента по известному углу крена, и

определение наибольшего кренящего момента, который судно выдерживает

Линии действия первоначального и нового направлении силы поддержания пересекутся в точке m . Эта точка пересечения линии дей­ствия силы поддержания при бесконечно малом равнообъемном наклонении плавающего судна называется поперечным метацентр о м.

Метацентр судна (metacenter) это точка пересечения линий действия сил плавучести при накренении судна на малый угол.

Начальная поперечная остойчивость

Все связаны соотношениями( возвышение по оси х )

Zm -возвышение метацентра

a-возвышение ЦТ рад ЦВ

ℓ-плечо статической остойчивости

G- равнодействующая сил тяжести P

P- равнодействующая сил поддержания (сила Архимеда, центр величины.)

Видна зависимость ℓ=hsinθ⁰ в радианах,если в градусах,то делится на 57,3 чтоб перевести его в радиан 10⁰:57,3=0,174 и.т.д.

Тогда Mв=Dℓ=Dhsinθ⁰-метацентрическая формула остойчивости.

h-самый важный критерий остойчивости h= Zm- Zg=r+ Zc- Zg

Если судно под действием Мкр получит крен на угол θ то вследствие изменения формыподводной части корпуса центр величины С переместится в точку С1, причем это перемещение, произойдет

по дуге окружности с центром в точке М.

Сила поддержания D, будет приложена в точке С и направлена к действующей ватерлинии WL1 Точка М находится на пересечении ДП с линией действия сил поддержания и

называется поперечным метацентром.

Сила веса судна Р останется в центре тяжести G; вместе с силой D она образует пару сил, которая препятствует наклонению судна кренящим моментом

Мкр .Момент этой пары называется Мв его величина характеризует степень остойчивости судна

Перпендикуляр GK, опущенный из центра тяжести судна на линию действия сил поддержания, являющимся плечом восстанавливающей пары, называется плечом остойчивости ιст

На рисунке видно, что величина плеча остойчивости зависит от взаимного расположения точек C,G и M. Расстояние между метацентром М и центром величины С – поперечный

Читать еще:  Все необходимые материалы для пластиковых откосов

метацентрический радиус r. Расстояние между метацентром М и центром тяжести G

поперечная метацентрическая высота h (в метрах).

Метацентрическая формула поперечной остойчивости. Величина Мв находится в прямой

зависимости от величины h; чем больше h, тем остойчивее судно.

Метацентрическая высота h — критерий остойчивости судна.

Остойчивое судно

Неостойчивое судно при неустойчивом равновесии

ОСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ БОЛЬШИХ НАКЛОНЕНИЯХ.

ДИАГРАММА СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ (ДИАГРАММА РИДА)

D:lст =Мтм 2000:0,35=700тм

lст= М:D= 550_2000= 0,275

Диаграмму статической остойчивости строят в следующих осях: по оси абсцисс откладывают углы крена Э (в градусах), а по оси ординат — плечи статической остойчивости /ст (в мет­рах). Диаграмму строят для определенной аппликаты ЦТ судна и определенного водоизмещения.

Поскольку величина момента пропорциональна величине плеча, по оси ординат может быть построена и шкала моментов в тонна-сила-метрах на метры.

При наклонениях судна плечи статической остойчивости посте­пенно увеличиваются от нуля (при прямом положении судна) до максимального значения (обычно при крене 30—40°), а за­тем уменьшаются до нуля и далее становятся отрицательными. Это видно на диаграмме где внизу приведены неко­торые характерные случаи остойчивости при наклонениях судна.

Положение 1(0 = 0°) соответствует положению статического равновесия: плечо статической остойчивости равно нулю (/ст = = 0).

Положение 2 /(9 = 20°): появилось плечо статической остой­чивости ( lст = 0,2 м).

Положение 3(0 = 37°): плечо статической остойчивости до­стигло МаКСИМума ( l ст. мах = 0,35 м).

Положение IV (8 = 60°): плечо статической остойчивости уменьшается ( lст = 0,22 м).

Положение V (6 = 82°): плечо статической остойчивости равно нулю ( lст = 0). Судно находится в положении статиче­ского неустойчивого равновесия, так как даже небольшое увели­чение крена приведет к опрокидыванию судна.

Положение VI ( О=100°): плечо статической остойчивости стало отрицательным (l ст = —0,18 м), судно опрокидывается.

Таким образом, судно, наклоненное до угла 9 = 82°, будучи предоставленным самому себе, вернется в прямое положение, т. е. судно остойчиво в пределах углов крена от 0° до 82°. Точка пересечения кривой с осью абсцисс, соответствующая углу опрокидывания судна (0 = 82°), называется точкой заката диаграммы. Максимальный кренящий момент, который может выдержать судно, не опрокидываясь, соответствует максимальному плечу статической остойчивости.

Для судна, имеющего водоизмещение D = 2000 тс, этот мо­мент равен
Мкр тах = D/ ℓст = 2000-0,35 = 700 тс.м

Такой момент, подействовав на судно, создает угол крена, на­зываемый максимальным углом крена. Для рассматриваемого Судна О тах = 37°.

Пользуясь диаграммой, можно определить угол крена по известному кренящему моменту или найти кренящий момент по известному углу крена. Например, известно, что на судно подействовал кренящий момент Mi = 550 тс-м. Нужно опреде­лить угол крена, который получит судно под действием этого момента. На оси ординат находим значение момента М1 = 550 тс-м 1 , проводим горизонтальную линию до ее пересече­ния с кривой и из точки пересечения опускаем перпендикуляр на ось абсцисс, откуда снимаем искомое значение О1 (на рис. 152 О1 = 26°).

Обратная задача решается подобным же образом. Обычно в судовых документах имеется несколько диаграмм, соответст­вующих наиболее характерным случаям загрузки судна. Для решения задач остойчивости при больших углах крена подби­рают приближенно подходящую диаграмму. По диаграмме ста­тической остойчивости можно определить величину начальной поперечной метацентрической высоты судна для данного случая загрузки. Для этого из точки на оси абсцисс, соответствующей углу крена 57,3° (т. е. 1 рад), нужно восставить перпендикуляр, а из начала координат провести касательную к начальному участку кривой. Отрезок перпендикуляра, заключенный между осью абсцисс и касательной, равен (в масштабе плеч остойчи­вости) метацентрической высоте судна. Для данного судна_h = 0,47 м

1 Если на оси ординат имеется шкала только для плеч статической остой­чивости, то остойчивость соответствующее кренящему моменту М1 , можно определить для данного водоизмещения D = 2000 тс по формуле’ lст = M1/D = 550/2000 = 0,275, которое и откладываем на оси ординат.

Диаграммой остойчивости называется зависимость восстанавливающего усилия от угла наклонения. Иногда называется диаграммой Рида, в честь инженера, который ввел её в обиход. Для поперечной остойчивости (для которой и была исходно составлена Ридом) координатами будут угол крена Θ и плечо восстанавливающего момента GZ. Можно заменить плечо на сам момент M, от этого вид диаграммы не меняется.

Обычно на диаграмме изображается крен на один борт (правый), при котором углы и моменты считаются положительными. Если продолжить её на другой борт, крен и восстанавливающий (спрямляющий) момент меняют знак. То есть диаграмма симметрична относительно начальной точки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector