Презентация по теме: "Грузы и их свойства"

Раздел : «Грузоведение»
Тема 1 . Грузы и их свойства.

Содержание:
1.1.Понятие и транспортная характеристика груза.
1.2.Транспортная классификация грузов.
1.3.Факторы, влияющие на свойства груза.
1.4.Объемно-массовые характеристики грузов.
1.5.Определение качества грузов.

Вопрос 1.
Грузом на транспорте называются все предметы с момента принятия их к перевозке до момента сдачи грузополучателю.
Грузы каждого наименования обладают присущими только им физико-химическими свойствами, объемно-массовыми характеристиками и степенью опасности, которые определяют технические условия перевозок.

Транспортная характеристика груза определяет режим перевозки, перегрузки и хранения, требования к техническим средствам выполнения этих операций.
Транспортная характеристика груза – это комплекс специфических свойств груза с вместе с параметрами тары и упаковки.
Совокупность конкретных качественных и количественных показателей транспортной характеристики груза называется транспортным состоянием груза.

Вопрос 2.
Под транспортной классификацией грузов понимают упорядоченные совокупности грузов по какому-либо признаку, определяющему особенности транспортного процесса.
На транспорте установлены следующие основные виды грузов:
наливной – жидкий груз, перевозимый наливом;
сухой – любой груз, кроме наливного;
навалочный – сухой груз, перевозимый без тары навалом;

насыпной – зерновой груз, перевозимый без тары;
штучный – сыпучий груз, состоящий из отдельных грузовых мест;
Генеральный – различные штучные грузы.
Каждая группа грузов делится на подгруппы, объединяющие грузы, сходные по их транспортным характеристикам и условиям перевозки.
На автомобильном транспорте применяется несколько систем классификации. Основная из них определяет тип используемого подвижного состава (смотри рисунок).

К навалочным грузам относят твердое топливо, руду, минерально-строительные материалы, лесоматериалы и т.п. Такие грузы принимают к перевозке без счета мест. Навалочные грузы делят на две группы:
- не требующие защиты от атмосферных осадков и распыления (например, твердое топливо, руда, кирпич);
- подверженные распылению, загрязнению и порче от атмосферных осадков (например, цемент, известь, мел, минеральные удобрения).
Перевозка первых разрешается на открытом подвижном составе, а вторых — в универсальных крытых и специализированных контейнерах или специализированных цистернах.

Насыпные грузы допускаются к перевозке на автомобилях насыпью.
К ним относятся рожь, пшеница, ячмень, гречиха, семена масличных и бобовых культур, просо, кукуруза в зерне и початках, рис, мельничные и зерновые отходы, отруби, комбикорма, другие зерновые культуры.
Муку и крупу также перевозят в таре и относят к подгруппе тарно-штучных грузов.

Генеральные грузы классифицируют по категориям (подгруппам):
металлопродукция: металл прокатный, профильный, листовой, металл в чушках, проволока в бухтах, трубы металлические, материал прутковый в связках, материал ленточный в рулонах, металлолом, рельсы, балки, металлоизделия;
подвижная техника: подвижные технические средства на гусеничном и колесном ходу;
железобетонные изделия и конструкции: балки, ригели, шпалы, колонны, сваи, плиты, панели, блоки, фундаменты и прочие детали (лестничные марши, площадки, парапетные плиты и др.);

контейнеры:
крупнотоннажные — масса брутто от 10 до 30 т;
среднетоннажные — от 3 до 5 т,
малотоннажные — от 0,625 до 1,25 т, универсальные и специализированные: мягкие, изотермические, рефрижераторные, открытые, цистерны, платформы и т.п.;
пакетированные грузы — грузовая партия, состоящая из штучных грузов в таре или без нее: пакеты в обвязке (пленке), на поддонах, блок- и строп-пакеты;

тарно-упаковочные и штучные: с массой одного места менее 500 кг, тяжеловесные с массой одного места более 500 кг, длинномерные и громоздкие — длина более 3 м, ширина 2,6 м, высота 2,1 м, негабаритные — высота свыше 4 м, ширина 2,5 м и выступающие за задний борт или край платформы подвижного состава более чем на 2 м;
катно-бочковые: бочки и барабаны деревянные, металлические и пластмассовые, барабаны с кабелем, автопокрышки в связках и раздельно, мотки и бухты, корзины цилиндрические и конические;

лесоматериалы: круглые лесоматериалы, пиломатериалы в пакетах, фанера, древесная плита в пачках, бревна, пиленый брус и т.п.

К живности относятся крупный и мелкий рогатый скот, лошади, дикие звери, птица всякая, живая рыба, раки и пчелы.

В зависимости от специфических свойств и условий транспортирования все грузы могут быть разделены на девять групп:

скоропортящиеся, т.е. грузы, требующие защиты от воздействия высокой или низкой температуры окружающей среды. К ним относятся продукты полеводства, огородничества, садоводства, животноводства, птицеводства и рыбной промышленности. В этих грузах активно протекают процессы изменения цвета, распад и гидролиз сложных органических веществ;

гигроскопичные, т. е. грузы, способные поглощать свободную влагу из воздуха, что может привести к изменению массы, объе­ма, физико-химических свойств, к прямым потерям и порче груза. К ним относятся соль, сахар, цемент, хлопок и т.п.;
грузы, легко аккумулирующие посторонние запахи (продукты перемола, чай, сахар), что может привести к порче продукта;
грузы, обладающие специфическими запахами, которые при совместном хранении и перевозке могут привести к порче других грузов (рыбопродукты, кожевенное сырье, табак, нефтепродукты);

грузы, устойчиво сохраняющие свои характерные физико-химические свойства в процессе перевозки и хранения, не претерпевающие в обычных условиях заметных изменений (минерально-строительные материалы, руды черных и цветных металлов, ка­менный уголь, лесоматериалы);
навалочные грузы, теряющие при транспортировании свойства сыпучести в результате смерзания или спекания отдельных частиц (гранулированный шлак, колчедан, калийная соль);

слеживающиеся навалочные грузы, у которых при длительном хранении или перевозке происходит потеря подвижности частиц продукта в результате давления верхних слоев (цемент, глина, фосфоритная мука, торф);
опасные грузы, требующие при перевозке соблюдения особых правил и которые могут причинить вред персоналу и нанести повреждения подвижному составу, участвующих в перевозках;
грузы, которые в процессе перевозки способны к значительным потерям массы (овощи, бахчевые культуры, мясные продукты).

По условиям и способам хранения грузы можно разделить на три большие группы:
ценные грузы и грузы, которые могут испортиться под воз­действием влаги или изменения температуры: скоропортящиеся промышленные, продовольственные; рекомендуется хранение в закрытых складах;
грузы, не подверженные воздействиям температурных колебаний, но попадание влаги может привести к их порче: бумага, металл, хлопок. Рекомендуется хранение в закрытых складах или под навесом;
грузы, не подверженные или слабо подверженные воздействию внешней среды: каменный уголь, металлы, контейнеры. Хранить рекомендуется на открытых площадках.
 

Вопрос 3.
Факторы внешней среды.
В процессе транспортирования и хранения в массе груза могут происходить качественные и количественные изменения. Они объясняются действием внешних факторов:
-взаимодействие груза с внешней средой,
-механические воздействия на груз в процессе движения и выполнения погрузочно-разгрузочных работ,
-неисправности кузовов и складских устройств.
На качество грузов оказывают большое влияние влажность, температура и газовый состав воздуха, запыленность, наличие в его составе микробиологических форм и свет. Под их действием происходят различные биохимические, физико-химические и микробиологические процессы.

Наличие в воздушной среде паров воды характеризуется абсолютной влажностью, влагоемкостью, относительной влажностью и точкой росы.

Абсолютная влажность, г/м3, — это количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха:


 
где — - количество водяного пара, г; Vвозд — объем воздуха, м3.

Влажность насыщения (насыщенность), г/м3, характеризует максимальное количество воды, которое может содержаться в 1 м3 воздуха при определенной температуре и атмосферном давлении без (до) образования конденсата:


где — максимальное количество воды, г.
 
 

Влагоемкость, г/м3, — способность воздуха поглощать влагу при определенной температуре:

Влагоемкость находится в прямой зависимости от температуры воздуха, поэтому степень сухости или влажности воздуха характеризуется его относительной влажностью.
Относительная влажность — это отношение абсолютной влаж­ности воздуха к его насыщенности при той же температуре:

Точкой росы называется температура, при которой влагоемкость данного воздуха равна нулю.

Биохимические процессы в грузах
В грузах растительного и животного происхождения взаимодействие с окружающей средой приводит к развитию биохимических процессов:
Автолиз - это процесс растворения тканей продукта в результате распада белков, углеводов и жиров. Наблюдается в мясных и табачных изделиях, муке.
Процесс дыхания характерен для грузов растительного происхождения, являющихся живыми образованиями (зерно, овощи, фрукты). При дыхании происходит окисление углеводородов, жиров и других органических соединений кислородом. Интенсивность дыхания повышается с ростом температуры и влажности продукта.

Процесс дозревания характерен для зерна, овощей и фруктов. В зерне сахар переходит в крахмал, а в овощах и фруктах — крахмал в сахар.

Прорастание наблюдается в овощах и фруктах при интенсивном дыхании.

Процесс брожения представляет собой разложение углеводородов в результате деятельности микроорганизмов. Различают спиртовое, молочнокислое, маслянокислое и уксуснокислое брожение.

Гниение вызывает распад белковых веществ в результате жизнедеятельности гнилостных бактерий.

При плесневении происходит разложение жиров и углеводов, а в некоторых случаях возможно образование ядовитых веществ. На поверхности продовольственных грузов появляется белый слизистый налет, который постепенно превращается в желтый, коричневый и черный.

Физико-химические и физические свойства грузов
Они характеризуют состояние груза, его способность вступать во взаимодействие с окружающей средой, вредно воздействовать на подвижной состав, складские емкости, ПРМ, другие грузы, а также на здоровье людей.
Физические свойства грузов определяют различные характеристики, связанные с физическим состоянием груза.
Гранулометрический состав характеризует количественное распределение частиц (кусков) насыпных и навалочных грузов по крупности. В зависимости от гранулометрического состава они делятся на группы (табл. 1.1).

Гранулометрический состав оказывает значительное влияние на такие свойства груза, как сыпучесть, гигроскопичность, способность к слеживанию, смерзанию и уплотнению.

Сыпучесть — способность насыпных и навалочных грузов перемещаться под действием сил тяжести или внешнего динамического воздействия. Сыпучесть груза характеризуется величиной угла естественного откоса и сопротивлением сдвигу.
Углом естественного откоса называется двухгранный угол, образуемый плоскостью груза и горизонтальной плоскостью основания штабеля. Величина угла естественного откоса зависит от рода груза, его гранулометрического состава и влажности.

Скважистость определяет наличие и величину пустот между отдельными частичками груза и оценивается коэффициентом скважистости:


где геометрический объем штабеля груза, м3;
— объем груза без учета суммарного объема пустот между отдельными его частицами, м3.
Пористость характеризует наличие и суммарный объем внутренних пор и капилляров в массе груза и оценивается коэффициентом пористости:


где VK — суммарный объем внутренних пор и капилляров, м3.

Способность уплотняться характеризуется коэффициентом уплотнения:


Где — объем груза соответственно до и после уплотнения, м3.
Уплотнение происходит под действием на груз статических сил или динамических нагрузок, за счет заполнения пустых пространств и более компактного расположения отдельных частиц груза относительно друг друга. Степень уплотнения значительно зависит от гранулометрического состава, пористости и скважистости груза.

Хрупкость — способность некоторых грузов при механическом воздействии разрушаться, минуя состояние заметных пластических деформаций. При выполнении ПРР и транспортных операций хрупкие грузы необходимо укладывать и закреплять в соответствии с предъявляемыми требованиями, избегать бросков, ударов, падений отдельных ГМ. Тара и упаковка должны быть исправны и обеспечивать сохранность груза от разрушения. К хрупким грузам относятся изделия из стекла и керамические изделия, различная аппаратура, приборы, шифер. Некоторые грузы могут приобретать свойство хрупкости при пониженной температуре, например олово при температуре ниже -15 °С, резина -50...-45 °С.

Пылеемкость — способность груза легко поглощать пыль из окружающей атмосферы. Поглощение пыли приводит к порче материалов или вызывает необходимость очистки продукции от пыли перед употреблением в производстве. Повышенной пылеемкостью отличаются ткани, меховые изделия, грузы повышенной влажности.
Распыляемость — способность мельчайших частиц вещества образовывать с воздухом устойчивые взвеси и переноситься воздушными потоками на значительные расстояния от места расположения груза. Пример этого явления — пыление при перегрузочном и перевозочном процессах угля, цемента, муки, зерна, торфа и других грузов.

Абразивность — способность груза истирать соприкасающиеся с ним поверхности тары, подвижного состава, ПРМ и сооружений. Абразивность зависит от твердости частиц груза, которая оценивается по шкале Мооса. По шкале Мооса тальку соответствует твердость 1, алмазу — 10.
В зависимости от твердости частиц, грузы бывают малоабразивные с твердостью до 2,5, среднеабразивные — 2,5 — 5, высокоабразивные — свыше 5.
Высокой абразивностью обладают цемент, минерально-строительные материалы. При работе с абразивными грузами необходимо принимать меры к предотвращению пыления и попадания частиц груза на трущиеся поверхности подвижного состава и ПРМ.

Слеживаемость — способность отдельных частиц груза сцепляться, прилипать к поверхности тары, подвижного состава, бункеров и друг к другу и образовывать достаточно прочную монолитную массу; Слеживаемость характерна для многих насыпных и навалочных грузов.
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 продукта.
Слеживаемости подвержены руды различных наименований, рудные концентраты, уголь, минерально-строительные грузы, минеральные удобрения, различные соли, торф, цемент, сахар. При выполнении ПРР и складских операций с такими грузами необходимо прежде всего восстановить их сыпучесть.

Сводообразование — процесс образования свода над выпускным отверстием бункера, силоса или кузова подвижного состава, характерный для насыпных и навалочных грузов. Образование свода происходит в результате зацепления движущихся частиц груза за частицы, находящиеся в состоянии покоя.
Вязкость — свойство частиц жидкости сопротивляться перемещению относительно друг друга под действием внешних сил. Вязкость характеризует внутреннее трение между частицами и объясняется силами молекулярного сцепления. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.

Гигроскопичность — способность груза легко поглощать влагу из воздуха — объясняется различными причинами.
Например, карбид кальция (негашеная известь) поглощает влагу вследствие своей химической активности. Гигроскопичность соли и сахара объясняется их сильной растворимостью в воде. Интенсивность поглощения влаги возрастает с повышением температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также прямо зависит от площади поверхности груза, соприкасающейся с воздухом, от пористости и скважистости вещества.

Влажность определяет процентное содержание влаги в массе груза. Влага может содержаться в массе груза в свободном и связанном состоянии. Различают абсолютную и относительную влажность груза, которая необходима для пересчета массы груза.

Относительной влажностью груза W, %, называется отношение содержащейся в грузе массы жидкости Мж, кг, к массе влаж­ного груза Mв.г., кг:


где

Масса сухого груза -

Абсолютная влажность груза W*, %, представляет собой отно­шение Массы жидкости к массе сухого груза:


В теории чаще используют понятие абсолютной влажности, а на практике — относительной, более точно отражающей содержание влаги в массе продукта. Для перевода относительной влажности в абсолютную и наоборот можно использовать следующие формулы:

Зная нормированные и фактические значения относительной и абсолютной влажности груза, можно рассчитать нормируемую массу груза Мн следующим образом:
Мн = Мф (100- Wф)/(100- WH), (1.1)
или
Мн = Мф (100 + Wн*)/(100 + Wф*),
где Мн — нормируемая масса груза, кг;
Wф; WH - соответственно фактическая относительная и абсолютная влажность груза, %;
Wн*; Wф*— соответственно нормируемая относительная и абсолютная влажность груза, %.

Смерзаемость — способность груза терять свою сыпучесть в результате смерзания отдельных частиц продукта в сплошную массу. Смерзаемости подвержены руды металлов, каменный уголь, минерально-строительные и формовочные материалы, глина и др.
Прочность и глубина замораживания массы груза зависят от температуры и длительности воздействия окружающей среды, гранулометрического состава, влажности и теплопроводности продукта.
Морозостойкость — способность груза выдерживать воздействие низкой температуры, не разрушаясь и сохраняя свои качественные характеристики при оттаивании. Особенно неблагоприятно низкая температура воздействует на свежие овощи и фрукты, жидкие грузы в стеклянной таре, некоторые металлы и резинотехнические изделия.

Спекаемость — способность частиц некоторых грузов сливаться при повышении температуры продукта. Спекаемости подвержены гудрон, асфальт, песок, агломераты руд. Предотвратить спекаемость практически невозможно.
Теплостойкость — способность веществ противостоять развитию биохимических процессов, разрушению, окислению, плавлению или самовозгоранию под действием высокой температуры. Наиболее неблагоприятное воздействие высокая температура оказывает на грузы растительного и животного происхождения, каменный уголь, торф, сланцы, легкоплавкие вещества.

Огнестойкость — способность груза не воспламеняться и не изменять своих первоначальных свойств (прочность, цвет, форма) под воздействием огня. Огнестойкость характерна для ограниченного числа грузов. 
Самонагревание и самовозгорание происходит под действием внутренних источников теплоты — химических и биохимических процессов, протекающих в массе груза и повышающих его температуру. Самонагреванию подвержены зерно, волокнистые материалы, сено, жмых, торф, сланцы, каменный и бурый уголь и др.

Окислительные свойства грузов — способность легко отдавать кислород другим веществам. Примесь окислителей может вызвать возгорание горючих материалов и обеспечить их устойчивое горение без доступа воздуха.
Коррозия — разрушение металлов и металлоизделий вследствие их химического или электрохимического воздействия с внешней средой. Скорость коррозии увеличивается с повышением влажности и температуры воздуха, его загрязнения угольной пылью, золой или газами.

Вопрос 4.
Объемно-массовые характеристики являются основными факторами, определяющими необходимую вместимость подвижного состава для перевозки груза.
Плотность р, кг/м3, т/м3, — это масса однородного вещества в единице объема.
Плотность используют для определения массы жидких грузов, перевозимых наливом в цистернах (табл. 1.5).

Плотность жидких грузов зависит от температуры, поэтому нижний индекс при обозначении плотности указывает температуру, при которой плотность была определена.
Например, стандартная плотность жидкого груза, т/м3, определяется при температуре 20 °С — р20. Для определения плотности жидких грузов применяют ареометры, гидростатические весы и пикнометры.
При изменении температуры жидкого груза его плотность, т/м3, может быть определена по следующей формуле: (1.2)
где — средняя температурная поправка, т/(м3 °С); t — темпера­тура жидкости, при которой определяется плотность, °С .

Удельная масса руд, т/м3, характеризует массу единицы объема груза с учетом суммарного объема внутренних пор и капилляров:



где р — плотность груза, т/м3;
Еп — коэффициент пористости.
Удельную массу используют при расчетах массы лесоматериалов (табл. 1.6) и железобетонных изделий.

Объемная масса р0, т/м3, используется при определении массы насыпных и навалочных грузов. Указанные грузы представляют собой совокупность большого количества частиц различных размеров и формы, внутри которых и между ними имеются свободные пространства, возникающие из-за их неплотного прилегания и наличия большого количества пор и капилляров.
Объемная масса характеризует массу единицы объема груза с учетом скважистости и пористости вещества:


где Ес — коэффициент скважистости.
В табл. 1.7 приведены значения объемной массы для основных насыпных и навалочных грузов.

Вопрос 5.
Качество груза — это совокупность свойств, определяющих степень пригодности продукции к использованию по назначению. Основные показатели качества различной продукции определены стандартами и техническими условиями.
Для исследования свойств и определения их качества используют три метода:
- органолептический;
- лабораторный;
- натурный.

Органолептический метод предполагает выявление качественных свойств груза только с помощью органов чувств человека — зрения, слуха, осязания, обоняния и вкуса. Определяют и оценивают внешний вид груза или его тары, гранулометрический состав, цвет, твердость, гибкость, шероховатость, загрязненность, зараженность вредителями, наличие посторонних запахов и т.п.
Данный метод требует создания оптимальных условий наблюдения дневного освещения, определенной температуры продукта, наличие образцов продукции каждого сорта.
Достоинства данного метода заключаются в возможности широкого применения, простоте и быстром выполнении, а также отсутствии дополнительного расхода продукции при исследованиях; недостатки — субъективность оценки и невозможность дать количественную характеристику грузов.

Для исследований лабораторным методом отбирают пробы из каждой партии и проводят исследования при помощи приборов и реактивов. Данный метод подразделяется на несколько видов:
физический — для определения плотности, влажности, угла естественного откоса, вязкости, температуры вспышки, воспла­менения, застывания;
механический — для определения и количественной оценки упругости, растяжимости, сопротивления сдвигу, скручиванию, разрыву;
оптический — для изучения природы и внутреннего строения веществ с помощью микроскопов, лазерных устройств и т.п.;
химический — для выявления химического состава вещества, и (учения его активности в различных средах;
биологический — для проверки наличия в продукте живых микроорганизмов, способствующих его порче.

Натурный метод исследования грузов применяется для проверки внешнего состояния продукта или его тары и упаковки, определения объемно-массовых характеристик, температуры, влажности, угла естественного откоса в производственных условиях. Кроме органов чувств человека данный метод предполагает использование рулеток, угломеров, весов, термометров.
Чаще всего на практике применяют комплексный метод, включающий в себя отдельные элементы всех перечисленных выше методов определения качества грузов.