Грузовые расчеты.

На большинстве судов сейчас грузовые расчеты производятся на компьютере – имеются соответствующие программы. Однако, необходимо уметь производить вычисления и без компьютера.

Приводим примеры некоторых расчетов.

1) газовоз напорного типа грузится пропаном с температурой +10°С. Определить допустимый предел заполнения танков в %.

где d_пр- плотность пропана, соответствующая давлению и температуре установки предохранительного клапана,

d_пог – плотность при температуре погрузки.

По термодинамическим таблицам, находим:

d_пр= 459, 1 кг/м³ (t= 45°С, Р=15, 5 бар)

d_пог= 516, 8 кг/м³ (t= +10°С, Р=6, 32 бар)

2) в танк загружается пропан 100 т при температуре -40°С и бутан 200 т при t = +2°С. Определить давление в танке и % содержание паров.

- Находим температуру смеси (жидкости):

где m – масса, с – удельная теплоемкость, Т – температура,

с_п- 2, 476 дж/г× К; с_б=2, 366 дж/ г× К

- по таблицам для температуры –12, 4°С находим давление насыщенных паров:

P_n = 3, 15 б

Р_б= 0, 62 б

- молекулярная масса пропана С₃Н₈ – 44

бутана С₄Н₁₀ -58

- количество молей в смеси:

n_п= 100/44=2, 27; n_б= 200/58=3, 45;

n_см= 2, 27+ 3, 45 = 5, 72

- молярная доля пропана F_п=2, 27/5, 72= 0, 4

бутана F_б= 3, 45/5, 72= 0, 6

Проверка: 0, 4+0, 6= 1

- умножением молярной доли на давление насыщенных паров получаем парциальное давление:

- давление в танке:

Давление в манометре:

1, 632- 1, 013 = 0, 62 б

- состав смеси в газовой фазе:

1, 26/1, 632=0, 77 – 77% пропана

0, 372/1, 632= 0, 23 – 23% бутана

3) необходимо провести продувку танков емкостью 20000 м³ азотом. Предполагается, что кратность обмена будет = 1, 5. Сколько тонн азота необходимо заказать, если температура в танке +10°С?

Воспользуемся уравнением Клайперона-Менделеева

P = 1, 013 б

V = 20000× 1, 5=30000 м³

Т= 273+10=283 К; m=28; R= 8, 31 дж/К Моль× К

4) Расчет количества погруженного пропана.

Дано: объем танка V = 4920, 41 м³

Взлив h= 13, 3 м; дифферент – 0

Температура жидкости t_ж= -40°С Температура газа –30⁰С

Давление на манометре P = 0, 1б

Плотность пропана при t=+15°С d₁₅=0, 51 т/м³.

- По калибровочным таблицам по взливу находим объем жидкости

V_ж= 4697, 73 м³

- Тогда объем занимаемым газом

V_г=V_т– V_ж= 4920, 41 – 4697, 73= 222, 68 м³

- По таблице температурного сжатия (расширения) танка находим коэффициент сжатия

К_ж =0, 99816872

К_г= 0, 99846179

- Производим корректировку объемов занимаемых жидкостью и газом

- По таблице № 54 ASTM-IP находим коэффициент изменения объема при переходе с t= -40°С на t= +15°С в зависимости от d₁₅ = 0, 51

K₁₅= 1, 139

- Определяем объем жидкой части груза, который он занимал бы при t=+15°C.

- Тогда, масса жидкости

- определим плотность газовой части груза