EXPERIMENTAL RESEARCH OF BEACH SEINE GEOMETRICAND FORCE CHARACTERISTICS
Authors:
1.
Kaliningrad State Technical University
(Candidate of Technical Sciences; Assistant Professor of the Department of Commercial Fishery)
2.
Kaliningrad State Technical University
(Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Head of the Department of Industrial Fishery)
Type:
Article
Pages:
from 122
to 129
Status:
Published
Received:
05.06.2013
Accepted:
25.06.2013
Published:
25.06.2013
Subject area:
UDK 639.2.081.117.001.57
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 47.225.2-02
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
BBK 47.225.2-02
Language:
Russian
Keywords:
beach seine, model, experimental research, geometric and force characteristics
Abstract (English):
The results of the experiments with the beach seine model are described. Two experiments have been made. During the experiment the tension of the wings and hydrodynamic force of drag have been measured with the strain-gauge transducer. According to the results of the experiments graphs demonstrating the dependence of the forces on the model shape, have been made. The model shape is described by the ratio of bending deflection to the distance between the wings of the beach seine. In the first experiment, the parameters were changing with the movement of the both wings, in the second experiment one wing was fixed at one point and the shape was changing with the movement of the other wing. With the growth of this ratio the tension of the wings and the hydrodynamic force of drag of the model were declining.
The results of the experiments with the beach seine model are described. Two experiments have been made. During the experiment the tension of the wings and hydrodynamic force of drag have been measured with the strain-gauge transducer. According to the results of the experiments graphs demonstrating the dependence of the forces on the model shape, have been made. The model shape is described by the ratio of bending deflection to the distance between the wings of the beach seine. In the first experiment, the parameters were changing with the movement of the both wings, in the second experiment one wing was fixed at one point and the shape was changing with the movement of the other wing. With the growth of this ratio the tension of the wings and the hydrodynamic force of drag of the model were declining.
Keywords:
beach seine, model, experimental research, geometric and force characteristics
beach seine, model, experimental research, geometric and force characteristics
Экспериментальные методы исследования орудий рыболовства включают в себя методы натурного эксперимента и эксперимента с моделями [1–3]. Натурные опыты изучают явление с наибольшей полнотой, что является их достоинством и недостатком, т. к. опыт находится под влиянием множества второстепенных факторов, которые влияют на результаты. При моделировании изучаемое явление схематизируется, поэтому результаты модельных опытов содержат погрешности. Однако при моделировании можно выделить изучаемое явление в чистом виде. Кроме того, эксперименты с моделями требуют меньших затрат. В 2006 г. в гидроканале ОАО «МариНПО» была проведена серия опытов по изучению процесса движения закидного невода. Данные о конструкции озерного закидного невода размерами 250 × 6 м взяты из справочника по орудиям внутреннего рыболовства [4]. Для экспериментов была изготовлена модель участка закидного невода 250 × 6 м. Но поскольку, согласно теории моделирования, высота модели закидного невода должна была составлять 8,76 см, построить такую модель не представлялось возможным. Поэтому было принято решение изготовить модель участка невода. Исследовалась сетная часть закидного невода прямоугольной формы с постоянным значением шага ячеи и диаметра нити – первая сетная часть от мешка по нижней подборе. Длина этой части у натурного невода равняется 31,7 м. Сравнение характеристик участка натурного невода и модели представлено в табл. 1. Таблица 1 Сравнение характеристик участка натурного невода и модели ХарактеристикаУчасток натурыМодель Длина секции l, м31,72,996 Диаметр нити d, м0,82∙10-30,8∙10-3 Шаг ячеи a, м12∙10-38∙10-3 Высота секции h, м6,70,69 Количество ячей по высоте n, шт.–58 Количество ячей по длине m, шт.–280 В ходе опытов измерялось сопротивление сетной части невода при разных раскрытиях крыльев и разных значениях скорости. По результатам опытов была получена матрица значений данных параметров. При каждом значении скорости и расстояния между крыльями снималось 30 показаний тензометрической станции. Во всех опытах сопротивление сетной части измерялось при помощи тензодатчика. В первом опыте участок пятного крыла крепится к ножке за счет оттяжек, а участок бежного крыла крепится к балке. С помощью этой балки имитируется стрела прогиба, которая определялась через геометрический масштаб натурного невода. Были заданы четыре значения расстояния между крыльями невода и четыре значения стрелы прогиба. Крылья невода крепились с помощью ножей. Опыт проводился при скорости 0,3 м/с. Схема проведения опыта представлена на рис. 1. Результаты опыта представлены в табл. 2. Графики, демонстрирующие полученные экспериментальные данные, представлены на рис. 2–5. Рис. 1. Схема проведения опыта № 1 Сила сопротивления сетной части определялась по формуле где Т пят.пр – проекция натяжения в пятном крыле, которая определялась по формуле где αпят – средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости. Тбеж.пр – проекция натяжения в бежном крыле, которая определялась по формуле где αбеж – средний угол атаки бежного крыла в вертикальной плоскости. Коэффициент силы сопротивления участка невода определялся по формуле Таблица 2 Результаты опытов при скорости 0,3 м/с Расстояние между ножами X, м1,562,372,672,88 Стрела прогиба Y, м2,41,561,260,90 Отношение стрелы прогиба к расстоянию между ножами Y/X1,540,660,470,31 Средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости αпят, град9192532 Средний угол атаки бежного крыла в вертикальной плоскости αбеж, град30313235 Натяжение пятного крыла Tпят, Н3,96,58,09,8 Натяжение бежного крыла Тбеж, Н10,011,712,211,2 Сила сопротивления сетной части закидного невода с оснасткой R, Н12,51216,17517,59717,485 Коэффициент силы сопротивления участка невода cх0,6680,8640,9400,934 Рис. 2. Зависимость натяжения пятного крыла от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами, Tпят = f(υ, Y/X) Рис. 3. Зависимость натяжения бежного крыла от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами, Tбеж = f(υ, Y/X) Рис. 4. Зависимость сопротивления сетной части невода от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами, R = f(υ, Y/X) Рис. 5. Зависимость коэффициента силы сопротивления сетной части невода от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами, cx = f(υ, Y/X) В опыте № 2 модель двигалась со скоростью 0,2; 0,25 и 0,3 м/с. При каждом значении скорости изменялось расстояние между раздвижными ножами L и средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости α. Схема проведения эксперимента представлена на рис. 6. Экспериментальные данные представлены в табл. 3–5. Графики, демонстрирующие экспериментальные данные, показаны на рис. 7–9. Сила сопротивления сетной части определялась по формуле Рис. 6. Схема проведения опыта № 2 Таблица 3 Результаты опытов при скорости 0,2 м/с Расстояние между ножами L, м1,562,372,672,88 Средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости α, град15334760 Натяжение пятного крыла Тпят, Н3,13,94,84,3 Сопротивление сетной части с оснасткой R, Н5,9896,5426,5474,3 Коэффициент силы сопротивления сх0,7200,7860,7870,517 Стрела прогиба f, м1,1980,8090,5690,419 Отношение стрелы прогиба к расстоянию между ножами f/L0,770,340,210,15 Таблица 4 Результаты опытов при скорости 0,25 м/с Расстояние между ножами L, м1,562,372,672,88 Средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости α, град15334760 Натяжение пятного крыла Тпят, Н4,96,26,97,0 Сопротивление сетной части с оснасткой R, Н9,46610,49,4127,0 Коэффициент силы сопротивления сх0,7280,8000,7240,538 Стрела прогиба f, м1,1980,8090,5690,419 Отношение стрелы прогиба к расстоянию между ножами f/L0,770,340,210,15 Таблица 5 Результаты опытов при скорости 0,3 м/с Расстояние между ножами L, м1,562,372,672,88 Средний угол атаки пятного крыла в вертикальной плоскости α, град15334760 Натяжение пятного крыла Тпят, Н8,08,99,49,6 Сопротивление сетной части с оснасткой R, Н15,45514,92812,8229,6 Коэффициент силы сопротивления сх0,8260,7970,6850,513 Стрела прогиба f, м1,1980,8090,5690,419 Отношение стрелы прогиба к расстоянию между ножами f/L0,770,340,210,15 а б в Рис. 7. Зависимость натяжения пятного крыла от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами при скорости: а – 0,2; б – 0,25 и в – 0,3 м/с, Тпят = f (υ, f/L) а б в Рис. 8. Зависимость сопротивления сетной части невода от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами при скорости: а – 0,2; б – 0,25 и в – 0,3 м/с, R = f (υ, f/L) а б в Рис. 9. Зависимость коэффициента силы сопротивления сетной части невода от отношения стрелы прогиба к расстоянию между ножами при скорости: а – 0,2; б – 0,25 и в – 0,3 м/с, cx = f (υ, f/L) По полученным данным можно сделать вывод, что при увеличении стрелы прогиба натяжение пятного крыла уменьшается.
1. Baranov F. I. Izbrannye trudy / F. I. Baranov // Tehnika promyshlennogo rybolovstva. M.: Pisch. prom-st', 1969. T. 1. 719 s.
2. Fridman A. L. Teoriya i proektirovanie orudiy promyshlennogo rybolovstva / A. L. Fridman. M.: Legkaya i pisch. prom-st', 1981. 327 s.
3. Rozenshteyn M. M. Mehanika orudiy rybolovstva / M. M. Rozenshteyn, A. A. Nedostup. M.: Morkniga, 2011. 528 s.
4. Orudiya promyshlennogo rybolovstva vnutrennih vodoemov Rossii: spravochnik: v 4 t. T. 4. Orudiya promyshlennogo rybolovstva central'nogo, severnogo i severo-zapadnogo rayonov Evropeyskoy chasti Rossii. Tyumen': SibrybNIIproekt, 2004, 241 s.
