ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫБОРКИ СТЯЖНОГО ТРОСА МОДЕЛЕЙ КОШЕЛЬКОВОГО НЕВОДА
Авторы:
1.
Калининградский государственный технический университет
2.
Калининградский государственный технический университет
(аспирант кафедры промышленного рыболовства)
3.
Калининградский государственный технический университет
(кандидат технических наук, доцент; заведующий кафедрой промышленного рыболовства)
Тип:
Статья
Страницы:
с 53
по 61
Статус:
Опубликован
Получено:
05.12.2015
Одобрено:
25.12.2015
Опубликовано:
25.12.2015
Классификаторы:
УДК 639.2.081.117.4
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
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
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
кошельковый невод, модель, натяжение, тензодатчик, скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы
Аннотация (русский):
В связи с реорганизацией крупных государственных рыбопромысловых организаций и конструкторских бюро в мелкие частные фирмы и общества практически прекратилось как изучение объектов лова, так и совершенствование орудий лова с научно-экспериментальной проверкой их эксплуатационных качеств. Исследование процесса выборки стяжного троса кошелькового невода необходимо для рационального выбора диаметра стяжного троса, а также для выбора промыслового оборудования (лебедки). Экспериментально, на двух моделях кошелькового невода, была исследована зависимость натяжения в стяжном тросе от таких параметров, как скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы. Установлено, что как с увеличением скорости выборки, так и с увеличением загрузки нижней подборы натяжение в стяжном тросе увеличивается. При скорости течения 0,2 м/с (первая модель) натяжение распределено более равномерно и ниже, чем натяжение при скорости 0,1 м/с. В данном случае следует учитывать, что при увеличении скорости сеть выдувается, и, следовательно, уменьшаются площадь и сопротивление сети. Эксперименты показали, что следует учитывать и характеристики материала, из которого сделан кошельковый невод. Все выводы с допустимой погрешностью верны и для второй модели кошелькового невода.
В связи с реорганизацией крупных государственных рыбопромысловых организаций и конструкторских бюро в мелкие частные фирмы и общества практически прекратилось как изучение объектов лова, так и совершенствование орудий лова с научно-экспериментальной проверкой их эксплуатационных качеств. Исследование процесса выборки стяжного троса кошелькового невода необходимо для рационального выбора диаметра стяжного троса, а также для выбора промыслового оборудования (лебедки). Экспериментально, на двух моделях кошелькового невода, была исследована зависимость натяжения в стяжном тросе от таких параметров, как скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы. Установлено, что как с увеличением скорости выборки, так и с увеличением загрузки нижней подборы натяжение в стяжном тросе увеличивается. При скорости течения 0,2 м/с (первая модель) натяжение распределено более равномерно и ниже, чем натяжение при скорости 0,1 м/с. В данном случае следует учитывать, что при увеличении скорости сеть выдувается, и, следовательно, уменьшаются площадь и сопротивление сети. Эксперименты показали, что следует учитывать и характеристики материала, из которого сделан кошельковый невод. Все выводы с допустимой погрешностью верны и для второй модели кошелькового невода.
Ключевые слова:
кошельковый невод, модель, натяжение, тензодатчик, скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы
кошельковый невод, модель, натяжение, тензодатчик, скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы
Введение Реорганизация крупных государственных рыбопромысловых организаций и конструкторских бюро в мелкие частные фирмы и общества привела к тому, что как изучение объектов лова, так и совершенствование орудий лова с научно-экспериментальной проверкой их эксплуатационных качеств практически прекратились. По своему характеру процесс выборки кошелькового невода является уникальным и аналога в физике и технике не имеет. Будучи сам по себе достаточно сложным, этот случай при физическом моделировании требует, как известно, во-первых, геометрического подобия модели и натуры, во-вторых - подобия движения стенки кошелькового невода, подобия картин обтекания жидкостью каждого элемента модели и натуры и подобия сил трения стяжного троса о стяжные кольца. Исследование процесса выборки стяжного троса кошелькового невода необходимо для рационального выбора диаметра стяжного троса, а также для выбора промыслового оборудования (лебедки). Экспериментальные исследования Эксперимент проходил на гидроканале ЗАО «МариНПО» (рис. 1). В ходе эксперимента использовались две модели кошелькового невода. Была исследована зависимость натяжения в стяжном тросе от таких параметров, как скорость выборки, скорость течения, загрузка нижней подборы. Все опыты фиксировались на видео- и фотокамеру. Для наблюдений и кинофотосъемки гидроканал оборудован 18 прямоугольными иллюминаторами размерами 1,5 × 0,6 м, расположенными в боковых стенках и днище; в передней стенке имеется смотровое окно размерами 6,0 × 1,8 м. Аппаратура управления и приборы контроля параметров потока расположены на пульте управления, находящемся над рабочим участком и обеспечивающем полный обзор рабочего пространства гидроканала. Рис. 1. Гидроканал (в продольном разрезе) Для обеспечения экспериментов с сетными конструкциями были выбраны следующие средства измерений: 1. Вертушка гидродинамическая С-31 (производство Германия). Предел измерения скорости потока 0,02-10,0 м/с. 2. Тензометрическая станция MIC-200 (рис. 2). Рис. 2. Тензометрическая станция MIC-200 3. Однокомпонентный тензодатчик (полумост). Предел измерений 0-100 Н. 4. Координатное устройство, установленное на большом смотровом окне боковой стенки для измерения линейных характеристик по вертикали. Погрешность измерения линейных характеристик 1,0 мм. В ходе экспериментов менялись: скорость потока воды в гидроканале, скорость выборки стяжного троса, загрузка нижней подборы невода и, при помощи тензодатчика системы MIC-200, натяжение в стяжном тросе [1]. Схема установки блока и тензодатчика приведена на рис. 3. Рис. 3. Схема установки блока и тензодатчика: 1 - барабан лебедки; 2 - блок; 3 - тензодатчик; T и Tc - натяжение в стяжном тросе - в набегающей и сбегающей ветвях соответственно; P - усилие, возникающее на блоке (показания тензодатчика); νб - радиальная скорость вращения барабана; vв - скорость выборки; γ1 - угол между вертикалью и направлением набегающей ветви троса; γ2 = 860 - угол между вертикалью и направлением сбегающей ветви троса Натяжение в урезе T (набегающей ветви) определили по формуле, в которой значение Р брали из результатов экспериментов по определению максимального усилия на блоке: , где ηб = ηс2 - КПД блока (ηс = 0,95 - КПД подшипника скольжения) [2]. Эксперимент проводился с использованием двух моделей кошельковых неводов со следующими характеристиками [3]: - первая модель: длина невода L - 6 м, высота H - 1,6 м, шаг ячеи - 6 мм, диаметр нити - 0,4 мм (рис. 4, а); - вторая модель: длина невода L - 7 м, высота H -1,5 м, шаг ячеи - 10 мм, диаметр нити - 0,95 мм (рис. 4, б). Стяжной трос был выполнен из полипропилена диаметром 4 мм. а Рис. 4. Модели кошелькового невода: а - первая - без загрузки, скорость течения - 0 м/с б Рис. 4. Модели кошелькового невода: б - вторая - с загрузкой, скорость течения - 0,2 м/с Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости выборки. В эксперименте были смоделированы две скорости выборки - 0,3 и 0,4 м/с. Зависимость натяжения в стяжном тросе первой модели кошелькового невода от скорости выборки показана на рис. 5. Рис. 5. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости выборки. Первая модель кошелькового невода: скорость течения vт = 0 м/с; q = 0,5 Н/м (без загрузки нижней подборы, вес колец) На рис. 5 видно, что с увеличением скорости выборки натяжение увеличивается. Зависимость натяжения от загрузки нижней подборы. Обе модели кошелькового невода были оснащены двумя видами загрузки: - с загрузкой нижней подборы равной 10,5 Н/м (с учетом веса колец). - без загрузки нижней подборы; в виде силы, распределенной по нижней подборе, выступает вес колец. Зависимость натяжения в стяжном тросе второй модели от загрузки нижней подборы показана на рис. 6. Рис. 6. Зависимость натяжения в стяжном тросе от загрузки нижней подборы. Вторая модель кошелькового невода: vт = 0 м/с, скорость выборки vв = 0,3 м/с Согласно данным на рис. 6, с увеличением загрузки нижней подборы натяжение в стяжном тросе увеличивается. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости течения. Исследование проводилось при различных значениях скорости течения: vт = 0 м/с, vт = 0,1 м/с, vт = 0,2 м/с. Результаты исследования первой модели показаны на рис. 7, второй модели - на рис. 8. а б Рис. 7. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости течения. Первая модель кошелькового невода: а - q = 0,5 Н/м, vв = 0,3 м/с; б - q = 0,5 Н/м, vв = 0,4 м/с в г Рис. 7. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости течения. Первая модель кошелькового невода: в - q = 10,5 Н/м, vв = 0,3 м/с; г - q = 10,5 Н/м, vв = 0,4 м/с а Рис. 8. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости течения. Вторая модель кошелькового невода: а - q = 0,5 Н/м, vв = 0,3 м/с б в г Рис. 8. Зависимость натяжения в стяжном тросе от скорости течения. Вторая модель кошелькового невода: б - q = 0,5 Н/м, vв = 0,4 м/с; в - q = 10,5 Н/м, vв = 0,3 м/с; г - q = 10,5 Н/м, vв = 0,4 м/с Выводы Таким образом, исследования показали, что: - с увеличением скорости выборки натяжение в стяжном тросе увеличивается; - с увеличением загрузки нижней подборы натяжение в стяжном тросе увеличивается; - при скорости течения 0,2 м/с (первая модель) натяжение распределено более равномерно и ниже, чем натяжение при скорости 0,1 м/с. В данном случае следует учитывать, что при увеличении скорости сеть выдувается, и, следовательно, уменьшаются площадь и сопротивление сети. Эксперименты показали, что следует учитывать и характеристики материала, из которого сделан кошельковый невод; - все выводы с допустимой погрешностью верны и для второй модели кошелькового невода.
1. Белых А. В. Методика расчета усилий в урезе во время выборки донного невода якорным способом / А. В. Белых: дис. … канд. техн. наук. Калининград, 2011. 155 с.
2. Розенштейн М. М. Механика орудий рыболовства / М. М. Розенштейн, А. А. Недоступ. М.: Моркнига, 2011. 529 с.
3. Недоступ А. А. Экспериментальные исследования процесса погружения нижней подборы моделей кошелькового невода в гидроканале ОАО «МариНПО» / А. А. Недоступ, В. В. Макаров // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Рыбное хозяйство. 2015. № 3. С. 78-85.
