ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛИ ЗАКИДНОГО НЕВОДА
Авторы:
1.
Калининградский государственный технический университет
(кандидат технических наук; доцент кафедры промышленного рыболовства)
2.
Калининградский государственный технический университет
(кандидат технических наук, доцент; заведующий кафедрой промышленного рыболовства)
Тип:
Статья
Страницы:
с 122
по 129
Статус:
Опубликован
Получено:
05.06.2013
Одобрено:
25.06.2013
Опубликовано:
25.06.2013
Классификаторы:
УДК 639.2.081.117.001.57
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
ББК 47.225.2-02
ГРНТИ 34.39 Физиология человека и животных
ГРНТИ 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
ГРНТИ 69.31 Промышленное рыболовство
ГРНТИ 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
ГРНТИ 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
ББК 47.225.2-02
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
закидной невод, модель, экспериментальное исследование, геометрические и силовые характеристики
Аннотация (русский):
Приводятся результаты опытов с моделью закидного невода и анализ полученных данных. Было проведено два опыта, в ходе которых с помощью тензодатчика измерялось натяжение крыльев модели невода и сопротивление ее сетной части. По результатам опытных данных построены графики, демонстрирующие зависимость действующих усилий от формы, принимаемой моделью в процессе движения. Форма модели характеризовалась отношением стрелы прогиба к расстоянию между ножами (крыльями) модели закидного невода. В первом опыте указанные параметры изменялись перемещением обоих крыльев, во втором – бежное крыло было закреплено в одной точке и форма изменялась только перемещением пятного крыла. С ростом данного отношения наблюдалось снижение натяжения крыльев и сопротивления сетной части модели.
Приводятся результаты опытов с моделью закидного невода и анализ полученных данных. Было проведено два опыта, в ходе которых с помощью тензодатчика измерялось натяжение крыльев модели невода и сопротивление ее сетной части. По результатам опытных данных построены графики, демонстрирующие зависимость действующих усилий от формы, принимаемой моделью в процессе движения. Форма модели характеризовалась отношением стрелы прогиба к расстоянию между ножами (крыльями) модели закидного невода. В первом опыте указанные параметры изменялись перемещением обоих крыльев, во втором – бежное крыло было закреплено в одной точке и форма изменялась только перемещением пятного крыла. С ростом данного отношения наблюдалось снижение натяжения крыльев и сопротивления сетной части модели.
Ключевые слова:
закидной невод, модель, экспериментальное исследование, геометрические и силовые характеристики
закидной невод, модель, экспериментальное исследование, геометрические и силовые характеристики
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. Баранов Ф. И. Избранные труды / Ф. И. Баранов // Техника промышленного рыболовства. М.: Пищ. пром-сть, 1969. Т. 1. 719 с.
2. Фридман А. Л. Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства / А. Л. Фридман. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1981. 327 с.
3. Розенштейн М. М. Механика орудий рыболовства / М. М. Розенштейн, А. А. Недоступ. М.: Моркнига, 2011. 528 с.
4. Орудия промышленного рыболовства внутренних водоемов России: справочник: в 4 т. Т. 4. Орудия промышленного рыболовства центрального, северного и северо-западного районов Европейской части России. Тюмень: СибрыбНИИпроект, 2004, 241 с.
