WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Рисунок 1 - Схема расположения сечений в моделируемых образцах сетных траловых мешков

(d1, d2, d3, d4, d5 - диаметры сечений тралового мешка, L - длина мешка)

Когда поток устанавливался (при скоростях набегающего потока – V=1,0; 1,25; 1,5; 1,75 м/с), снимались следующие показания: усилие в оттяжках T, при пересчете позволяющее определить сопротивление тралового мешка Rx; скорости потока внутри и снаружи траловых мешов по их длине; углы наклона оттяжек к вектору скорости потока воды в гидроканале ; диаметры сечений сетных конструкций траловых мешков di и длины моделей в потоке L.

В качестве примера в таблице 2 приведены результаты эксперимента с моделью тралового мешка №1.

Таблица 2 - Параметры модели тралового мешка в зависимости от скорости потока V (базовый вариант)

V

м/с

d 1

м

d 2

м

d 3

м

d 4

м

d 5

м

L

м

Rx,

H

rx,

H

(Rx –rx) баз H

сx

1,0

1,1

0,8

0,54

0,52

0,51

8,8

380

17

363

0,13

1,25

1,1

-

-

-

-

-

610

26

584

0,13

1,50

1,1

0,77

0,54

0,48

0,48

8,9

900

38

852

0,14

1,75

1,1

-

-

-

-

-

1250

52

1198

0,14

2,0

1,1

0,78

0,54

0,48

0,48

8,98

-

-

1577*

0,14

rx – сила гидродинамического сопротивления кольца, Н; сx – коэффициент силы сопротивления модели.

Аналогичные результаты получены и для остальных моделей мешков, приведенных в таблице 1. По полученным экспериментальным данным о скорости потока в заданных точках были построены эпюры скоростей для моделей траловых мешков при обращенном движении. Установлено, что сопротивление в потоке модели № 2 увеличивается на 17 – 22% по сравнению с моделью №1; для модели номер 3 – на 37 – 44%; модели № 5 – на 28 – 33%. Сопротивление модели № 4 уменьшается на 8 – 16%; модель № 6 имеет равное сопротивление с моделью №1. Так же установлено, что изменение скорости набегающего потока происходит как по длине, так и по ширине модели, поэтому скорость потока в фиксированной точке образца следует рассматривать как функцию координат X и Y.

Среднее значение ошибки измерения гидродинамического коэффициента сопротивления по всем проведённым экспериментам составило 9,5 %.

Для указанных групп сетных моделей траловых мешков №№ 1 - 6 устанавливалась зависимость отношения относительной скорости потока от угла атаки меридиана сетной оболочки в выбранном поперечном сечении, где V - измеренная скорость потока около сетной поверхности модели.

На рисунке 2 показаны экспериментальные данные для шести моделей мешков изменения внутри мешка в зависимости от безразмерного угла атаки меридиана сетной оболочки мешка (kx).

Рисунок 2 - Зависимость для внутренней границы

сетных конструкций №№ 1 - 6

( - модель №1; - модель №2; - модель №3; - модель №4; + - модель №5; - модель №6)

Подбор эмпирических формул осуществлялся методом наименьших квадратов. Установлено, что наиболее точная аппроксимация экспериментальных данных (погрешность не превышает 11%) обеспечивается экспоненциальной зависимостью.

Кривая на рисунке 2 отображает аппроксимирующую формулу. Связь между безразмерной скоростью потока внутри сетных мешков и характеристикой формы kx определена в виде формулы:

, (1)

где - отношение значений углов атаки меридиана сетной части, x - угол атаки меридиана сетной оболочки в измеряемой области, 0 - конструктивный угол атаки сетной оболочки мешка.

В формуле (1) принято:

, при условии ; (2)

, при условии.

.

Зависимость (1) справедлива в диапазонах физических характеристик:

, (3)

Формула для определения поля скоростей снаружи сетных конструкций имеет вид:

. (4)

На рисунке 3 приведены экспериментальные данные о безразмерной скорости потока около внешней границы сетных конструкций и аппроксимирующая их кривая, соответствующая выражению (4). Зависимость (4) справедлива в диапазоне физических характеристик (3) с ошибкой аппроксимации не более 10%.

Рисунок 3 - Зависимость для внешней границы

сетных конструкций №№ 1 - 6

( - модель №1; - модель №2; - модель №3; - модель №4; + - модель №5; - модель №6)

В результате выполненных экспериментов установлено изменение гидродинамического поля скоростей для внутренней части сетной конструкции тралового мешка в зависимости от его безразмерной его длины: где, - расстояние сечения тралового мешка от кольца, - длина от кольца до последнего сечения.

Зависимость приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Зависимость для внутренней границы

сетных конструкций №№ 1 - 6

( - модель №1; - модель №2; - модель №3; - модель №4; + - модель №5; - модель №6)

Полученные экспериментальные данные аппроксимируются выражением:

. (5)

Изменение гидродинамического поля скоростей снаружи сетной конструкции тралового мешка в зависимости от его безразмерной длины описывается выражением:

. (6)

На рисунке 5 приведены соответствующие экспериментальные данные и график аппроксимирующего выражения (6). Зависимости (5) и (6) справедливы в диапазоне физических характеристик (3) с ошибкой аппроксимации не более 15%.

Рисунок 5 - Зависимость для внешней границы

сетных конструкций №№ 1 - 6

( - модель №1; - модель №2; - модель №3; - модель №4; + - модель №5; - модель №6)

На основании проведенных исследований поля скоростей в сетных конструкциях можно сделать следующие выводы:

1. Поле скоростей у сетных конструкций зависит главным образом от угла атаки меридиана сетной оболочки, а также от сплошности данной сетной конструкции Fo. Это подтверждается исследованиями Белова В.А.. Известно, что сплошность сетной оболочки Fo влияет на угол атаки меридиана сетной оболочки.

2. Изменение поля скоростей снаружи и внутри сетной конструкции тралового мешка зависит от его безразмерной длины l.

3. Испытания моделей мешков трала в гидроканале показали, что скорость потока внутри мелкоячейных сетных конструкций резко падает, в результате чего образуется гидродинамический подпор. Последний не позволяет находящейся внутри мелкоячейной сетной части трала рыбе свободно проходить в мешок. Поэтому мелкоразмерные рыбы принудительно просеиваются через сетное полотно.

В четвертой главе приведены конструктивные разработки по изменению истечения воды через сетную оболочку тралов.

Промысловые объекты воспринимают гидродинамические щитки и отходящие от них следы – шлейфы как сильные раздражители, отпугиваются ими, отходя в зону облова. Анализ экспериментальных данных показывает, что шлейфы не только оказывают отпугивающее действия, но и способствуют концентрированию объектов в зоне облова по оси движения трала в канатной и крупноячейной частях, сгоняя объекты облова в мелкоячейную часть трала.

Предложения по совершенствованию конструкций тралов для облова мезопелагических объектов с комплексом гидродинамических устройств (щитков-шлейфообразователей, буферных поясов, других устройств) позволяют изменить общую гидродинамику сетных оболочек трала, увеличить фильтрацию воды через сетную оболочку, снизить гидродинамический подпор и увеличить уловистость трала.

Для повышения эффективности лова мезопелагических объектов предложено использовать специальные устройства: щитки-шлейфообразователи.

В пятой главе излагается метод проведения экспериментальных исследований процессов истечения воды через сетную оболочку тралов с вышеперечисленными устройствами и обработка полученных результатов. Экспериментальные исследования были проведены в гидроканале МариНПО промрыболовства (в г. Калининграде) и в море с натурными образцами макета экспериментального трала.

При испытании моделей траловых мешков с указанными выше гидродинамическими устройствами в гидроканале, как видно из данных таблице 3, соблюдалось условие. Это позволило исключить влияние этого параметра, а значит - циклов кройки и коэффициента посадки, на поле скоростей.

Таблица 3 - Конструктивные характеристики моделей траловых мешков

Номер модели тралового мешка

Сплошность

Fo

Конструктивный параметр Px10-4

Конструктивное исполнение

7

0,315

4,1

усеченный конус + цилиндр

8

0,28

4,0

усеченный конус + цилиндр

9

0,28

4,0

усеченный конус с «окнами» + цилиндр

10

0,34

4,0

усеченный конус с «окнами» и «щитками-шлейфообразователями» + цилиндр

11

0,25

4,01

усеченный конус с «окнами» + цилиндр

Методика проведения экспериментов была аналогичной с испытаниями моделей мешков тралов. В качестве исследуемых образцов были приняты: однородная сетная модель тралового мешка (базовый вариант); модели с вырезанными в конической части "окнами"; модель с установленными в "окнах" гидродинамическими щитками-шлейфообразователями.

Модели изготавливались из капроновой дели текс 93,5 х 3-8. Передняя кромка моделей сажалась с коэффициентом посадки ux = 0,35 на обруч диаметром 1,4 м. Линейные размеры базовой модели мешка были выбраны так, чтобы на одной сетной пластине в заданном сечении могло располагаться не менее четырех малых «окон» или двух больших окон.

Во время экспериментов измерялись линейные размеры и сопротивление моделей; рассчитывались коэффициенты сопротивления cх; площадь нитей Fн; число Рейнольдса. Измерение параметров моделей производилось на скорости потока воды в V = 1,0; 1,25; 1,5; 1,75 м/с. На втором этапе проводились исследования влияния «окон» и гидродинамических щитков на поле скоростей моделей, для чего исследовалась базовая модель; затем модель с «окнами» и модель с гидродинамическими щитками-шлейфообразователями.

В качестве примера в таблице 4 приведены экспериментальные данные, полученные с моделью №7, снабженной шлейфообразователями.

По полученным экспериментальным данным о скорости потока в заданных точках построены эпюры скоростей в моделях траловых мешков при обращенном и нормальном движении.

На рисунке 6 приведены экспериментальные данные о безразмерной скорости потока внутри моделей траловых мешков и аппроксимирующие зависимости, определяемые выражением (7).

Таблица 4 - Зависимость параметров модели тралового мешка № 7 от скорости потока V (базовый вариант)

V

м/с

d 1,

м

d 2,

м

d 3,

м

d 4,

м

L,

м

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






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