WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

Жуков Валерий Павлович

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНОГО

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТРАЛОВ ДЛЯ ЛОВА

МЕЗОПЕЛАГИЧЕСКИХ РЫБ

05.18.17 Промышленное рыболовство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Калининград – 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном
учреждении высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" (ФГОУ ВПО «КГТУ»)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ Розенштейн Михаил Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Наумов Владимир Аркадиевич

кандидат технических наук, доцент Мейлер Леонид Ефимович

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное предприятие «Атлантический научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии» (ФГУП «АтлантНИРО»)

Защита состоится 29.05.2009 г. в 16.00 ч на заседании диссертационного совета Д 307.007.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет", по адресу: 236022 г. Калининград, Советский проспект, 1, ауд. 255.

Факс: 8(4012) 91-68-46

E-mail: serpunin@klgtu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Калининградский государственный технический университет».

Автореферат разослан 27 апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Н.Л. Великанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время большие сырьевые ресурсы мезопелагических рыб (светящийся анчоус, мавролики и др.) практически не используются отечественной рыбной промышленностью. Одна из причин сложившегося положения связана с конструкцией сетных частей и мешков тралов, используемых для облова малоразмерных рыб. Из-за малых размеров ячеи сетных частей и мешка этих тралов при их буксировке внутри сетной оболочки возникает гидродинамический подбор, который препятствует прохождению обловленных рыб в траловый мешок. В этой связи возникла необходимость в исследовании процесса истечения жидкости через мелкоячейную сетную оболочку трала, по результатам которых могли бы быть усовершенствованы конструкции сетных частей и мешков тралов для лова мезопелагических рыб.

Актуальность темы диссертации определяется практической потребностью проектировщиков в рекомендациях о конструктивном оформлении сетной части и мешка трала, обеспечивающих высокую его уловистость малоразмерных рыб. Такие рекомендации должны базироваться на результатах исследования процессов истечения воды через сетную оболочку, чему в значительной мере посвящена настоящая диссертация.

Цель работы: заключается в научном обосновании конструктивных мер по повышению уловистости тралов для облова мезопелагических рыб.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- выполнен анализ научных исследований полей скоростей в сетных оболочках тралов;

- проведены эксперименты с физическими моделями тралов для изучения процессов истечения воды через сетную оболочку;

- разработаны и проверены путем проведения экспериментов с физическими моделями конструктивные меры по изменению процесса истечения воды через сетную оболочку;

- выполнена экспериментальная проверка разработанных конструктивных мер в морских условиях;

- разработан метод расчета конструктивных характеристик траловых мешков.

Научная новизна работы состоит в установлении ранее неизвестных зависимостей гидродинамического поля скоростей от относительной площади сетной оболочки тралового мешка, его конструктивных характеристик (посадочных коэффициентов, циклов кроя сетных пластин, наличия зеркальных ячей, «окон», шлейфообразователей и т.д.), геометрических параметров (угла атаки меридиана оболочки тралового мешка).

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты физических экспериментов по определению гидродинамического поля скоростей (внутри и снаружи) в различных конструкциях траловых мешков.

2. Результаты аппроксимации опытных данных гидродинамического поля скоростей внутри и снаружи сетных оболочек траловых мешков в зависимости от углов атаки сетных частей, относительного удлинения и относительной площади.

3. Алгоритм расчета конструктивных характеристик траловых мешков для облова мезопелагических объектов.

4. Усовершенствованные конструкции траловых мешков для лова малоразмерных рыб.

Практическая ценность заключается в разработке конструктивных мер, которые позволяют снизить гидродинамический подпор в траловых мешках и тем самым увеличить уловы мезапелагических объектов. Результатом этих работ явилось несколько авторских свидетельств на изобретения и патентов, в разработке которых непосредственное участие принимал автор диссертации. Важным практическим результатом выполненных исследований также является разработка для проектировщиков метода расчета конструктивных характеристик траловых мешков.

Личный вклад автора. Автору принадлежит разработка методики и проведение экспериментальных исследований физических моделей траловых мешков в гидроканале и условиях промысла, а также разработка методики расчета конструкции траловых мешков для лова малоразмерных рыб.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались автором на Всероссийском рабочем совещании «Освоение водных биоресурсов в Мировом океане» (Москва, 2005); на симпозиуме «Водные биологические ресурсы, их использование» (Москва, 2005); на симпозиуме «Промышленное рыболовство и флот» (Москва, 2005); на V-й Международной конференции ФГОУ ВПО «КГТУ» «Инновации в науке и образовании - 2007» (Калининград, 2007).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 26 печатных работ. Из них шесть работ в издании, рекомендованном ВАК. Зарегистрированы, том числе, – 8 авторских свидетельств и 6 патентов.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 170 страницах, состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы из 177 источников, включая 32 иностранных, содержит 32 таблицы, 53 рисунков и 17 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и приведен перечень задач исследования.

В первой главе рассматривается современное состояние промысла мезопелагических рыб (Myctophidae – светящиеся анчоусы, Gonostomatidae – мавролики (Maurolicus sp.), а также эффаузиды – антарктический криль Euphausia superba. Рассматриваются перспективные районы промысла, где могут образовываться плотные скопления объектов мезопелагиали и технические характеристики тралов.

Обозначены проблемы промысла мезопелагических рыб, связанные со следующими обстоятельствами:

- плотность скоплений объектов мезопелагиали в открытых районах океана, как правило, значительно ниже, чем в традиционных районах промысла на шельфах;

- применение традиционных технических средств (в том числе известных конструкций тралов), на разреженных скоплениях не дает должного промыслового эффекта;

- в зоне трала, ограниченной сетями - «критическая зона», возрастает гидродинамический подпор, который способствует значительному отсеву, выбросу малоразмерных объектов лова из тралового мешка;

- совершенствование конструкции пелагических тралов для облова малоразмерных рыб в основном идет по пути увеличения фильтрационной способности трала, в том числе как за счет увеличения габаритов трала и его частей, так и за счет применяемого ассортимента делей и различных способов их посадки.

На основании анализа исследований, выявлено следующее:

- выбор ассортимента делей трала с наилучшим значением угла атаки сетного полотна дает возможность частично улучшить фильтрационные качества сетной малоячейной приставки разноглубинного трала, но устранить отрицательные последствия влияния «критической зоны» на уловистость трала в существующих серийных тралах полностью не удается;

- именно скорость траления в значительной степени определяет район образования «критической зоны» в мелкоячейной концевой части трала;

- с увеличением скорости траления возрастает разность между скоростями буксировки трала и скоростью потока внутри трала, что влечет за собой возникновение гидродинамического подпора, который оказывает существенное влияние на поведение рыб в зоне трала. Чем выше скорость траления, тем ближе к устью трала смещается область повышенного давления и может наступить такой момент, когда трал для рыбы будет практически закрыт.

Во второй главе дается обзор литературных источников, посвященных теоретическим, аналитическим и экспериментальным исследованиям полей давления в сетных оболочках тралов, изложенных в работах Сumbеrbatсh, Тейлора, Ко, Джамеса, F.G. O'Nеill, Г.Н. Степанова, Ф.И. Баранова, M. Paschen, H. Winkel, H. Le Dret, R. Lewandowski, D. Priour, F. Chagneau, Е.Е. Вишневского, В.Н. Войниканис-Мирского, М.А. Мизюркина, В.М. Костюкова, А.И. Шевченко, В.И. Габрюка, В.В. Черенцова, М.Л. Зафермана, В.А. Белова, B. Еnеrhaug, S.H. Gjоsund, K. Hansеn, В.К. Короткова, Л.Е. Мейлера, W. Kсipniсk, F. Shigeru, N. Jun, E. Keigo, K. Taisei, H. Mamoru, L.H. Knudsen, D.A. Wilеman, S.J. MсKay. Из анализа этих работ можно сделать следующие выводы:

1. Определена связь поля относительной скорости потока внутри сетной оболочки с числом Рейнольдса, с характеристикой колебаний тралового мешка f, с конструктивной характеристикой тралового мешка - сплошностью Fo, с геометрическим характеристиками тралового мешка: углом атаки меридиана сетной части тралового мешка и диаметром основания тралового мешка d.

2. Установлено, что в моделях траловых мешков с большим значением сплошности (или Fo1) происходят наиболее существенные изменения относительной скорости потока. Течение внутри конструкций практически отсутствует. Снаружи на боковых стенках существует застойная область. На входном основании и снаружи сетной оболочки формируется обратное течение. Установлено, что коническая часть моделей траловых мешков создает течение на внешней стороне сети. Наиболее существенное изменение скорости потока происходят в районе самой сети. Цилиндрическая часть моделей создает спутное течение, как внутри, так и снаружи образца. Максимальное изменение скорости потока происходят непосредственно у сети.

3. Зона торможения потока соответствует зоне повышенного давления в трале, характеризующейся максимальными нормальными скоростями и углами отклонения вектора скорости от поверхности сетного полотна. С увеличением скорости траления зона повышенного давления смещается по направлению к устью трала.

4. Течение воды в сетном цилиндре зависит от двух групп факторов. Во-первых, от наличия развивающегося по длине цилиндра пограничного слоя, обусловленного касательными напряжениями на границе сеть-вода; во-вторых, от давления на воду дна (выходного отверстия) цилиндра, если оно имеет полностью закрытую или перфорированную стенку.

5. Относительная скорость потока V/V возрастает с ростом скорости V; убывает с увеличением угла атаки меридиана оболочки ; убывает с увеличением сплошности сети Fo.

6. В диссертации приведены диапазоны физических условий и конструктивных характеристик сетных оболочек, для которых справедливы указанные выше выводы

В ходе проведения анализа литературы не были определены в конечном виде количественные зависимости, позволяющие оценить изменение относительной скорости потока V/V от сплошности сети Fo и угла атаки меридиана оболочки.

На основе анализа отечественной и зарубежной литературы по рассматриваемой проблеме сформулированы задачи исследований, решенные в диссертации. Основной из них являлось экспериментальное определение зависимости относительной скорости потока вблизи границ траловой сетной оболочки (внутри и снаружи) от ее сплошности, формы и расстояния от передней кромки по направлению к концу мешка.

В третьей главе излагается методы проведения экспериментальных исследований процессов истечения воды через сетную оболочку тралов и данные обработки полученных результатов.

Для определения величины образующегося в мелкоячейном мешке трала гидродинамического подпора были поставлены и проведены эксперименты в гидроканале «МариНПО» в г. Калининграде. Моделировались мелкоячейные траловые мешки, которыми обычно оснащаются разноглубинные трала, конструктивные характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Конструктивные характеристики моделей траловых мешков

Номер модели тралового мешка

Сплошность

Fo

Конструктивный параметр

P x 10-4

1

0,315

3,75

2

0,315

2,97

3

0,315

2,46

4

0,315

1,07

5

0,226

7,23

6

0,25

8,02

, где I – число пластей, ux - поперечный посадочный коэффициент, Ck - цикл кройки сетных пластин.

В качестве исследуемых образцов были приняты: однородная сетная модель тралового мешка (базовый вариант). Схема расположения сечений в моделируемых образцах сетных траловых мешков, где производились измерения скоростей потока показана на рисунке 1. Методика проведения экспериментов заключалась в следующем: к кольцу, на который были посажены модели траловых мешков, крепились оттяжки, соединенные с однокомпонентным динамометром на 2000 Н.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»