авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 36 | 37 || 39 | 40 |   ...   | 43 |

«Федеральное агентство по рыболовству ФГОУВПО “Мурманский государственный технический университет” Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН Полярный геофизический ...»

-- [ Страница 38 ] --

создание системы управления движе нием судов на внутренних водных путях на основе инновационных технологий;

мониторинг состава и уровня угроз безопасности объектов внутренних водных путей и внутреннего вод ного транспорта;

обновления обслуживающего флота и т.д.

Для внесения полезного вклада в решение задач о мониторинге состава и уровня угроз безопасности объектов морского транспорта, мониторинге состава и уровня угроз безопасно сти объектов внутреннего водного транспорта, развития целевых подходов к стандартам в обеспечении безопасной постройки и эксплуатации морских и речных судов, с целью повы шения уровня безопасности мореплавания, целесообразно исследовать методологические, теоретические и прикладные аспекты оценки аварийности судов морского и речного флота МНТК "Наука и Образование - 2010" Основные задачи исследования и оценки аварийности судов речного и морского флота РФ РФ. Это исследование обладает высокой актуальностью и может иметь большое практиче ское значение.

Очевидно, что самые тяжелые нарушения безопасности – это морские и речные ката строфы, приводящие к гибели судов. Независимо от первичных причин: столкновение судов, посадка на мель, нарушение герметичности корпуса, удары о лед или плавающий предмет, пожар, причиной их гибели является нарушение мореходных качеств, определяемых теорией корабля. К причинам гибели судов относятся потеря плавучести, остойчивости и непотоп ляемости. Морские и речные катастрофы, а также серьезные аварии приводят к человече ским жертвам, ухудшению экологии, большим материальным потерям, а также наносят вред имиджу судовладельца. Исследование методологических, теоретических и прикладных ас пектов оценки аварийности судов морского и речного флота РФ позволит установить или уточнить ее причины, а также обеспечить научный и практический подходы для решения проблем и задач по снижению и исключению аварий и гибели судов.

Основным видом информации об аварийности морского и речного флота РФ являют ся статистические данные по авариям и гибели судов. Анализ эксплуатации судов, в том числе и статистики аварий и катастроф, показывает, что для снижения и предотвращения ги бели и серьезных аварий судов необходимо совершенствовать их конструкцию, оборудова ние, приборную базу, развивать науку о судовождении и технической эксплуатации. Именно поэтому в судостроении и судовождении внедряются самые передовые достижения науки и техники, используются новейшие технологии. Особенно это заметно в области морской и речной навигации. Несмотря на это, катастрофы и аварии на море и реках не прекращаются.

Так в морском флоте РФ за 2008 и 2009 г. произошло 29 аварийных ситуаций, а в речном флоте – 59. Исходя из этого, дальнейшее развитие судовождения, программ подготовки мор ских кадров, судостроения должно опираться на опыт эксплуатации. Поэтому исследование методологических, теоретических и прикладных аспектов оценки аварийности судов, мор ских и речных катастроф, должно стать научной основой, обосновывающей этот опыт.



Предварительная оценка аварийности судов показывает, что на первом месте стоит затопление судов из-за нарушения водонепроницаемости корпуса и чаще всего в условиях шторма. На втором месте – посадка на мель, на третьем – пожары и взрывы на судах, и на четвертом – столкновения. Более того, несмотря на относительное снижение общего количе ства числа погибших судов, пропорции между основными причинами аварийности, приво дящими к потерям судов, остаются устойчивыми. На первом месте по аварийности находятся суда, перевозящие генеральные грузы, на втором месте – рыбопромысловые суда, за ними следуют танкеры и суда других типов. Обращает на себя высокая аварийность на судах старше 25-30 лет, причем от потери герметичности гибнут суда старше 25 лет.

Очень важным фактором повышения уровня безопасности мореплавания является разработка рекомендаций, обеспечивающих, при соблюдении их требований, этот уровень.

Об этом свидетельствует, например, опыт эксплуатации танкеров, перевозящих сжиженный природный газ. Исходя из изложенного содержание исследования методологических, теоре тических и прикладных аспектов оценки аварийности судов морского и речного флота РФ, с целью максимального снижения ее неблагоприятных последствий, должно включать в себя:

1. Анализ и оценку состава и состояния морского и речного флота РФ;

2. Сбор статистической информации по авариям и гибели судов морского и речного флота РФ;

3. Выбор обоснованных статистических методов оценки аварийности судов морско го и речного флота РФ;

4. Разработку методики анализа и оценки аварийности судов морского и речного флота РФ;

1223 МНТК "Наука и Образование - 2010" Ковальчук Т.А., Ковальчук В.В.

5. Анализ, оценку и причины аварийности по статистической информации по авари ям и гибели судов морского и речного флота РФ;

6. Разработку рекомендаций по обеспечению минимизации неблагоприятных по следствий аварийности судов морского и речного флота РФ.

Несомненно, что каждый пункт предложенного содержания исследования методоло гических, теоретических и прикладных аспектов оценки аварийности судов морского и реч ного флота РФ должен быть максимально детализирован. Только тогда будет решена задача, имеющая существенное значение для предупреждения аварийности судов морского и речно го флота РФ.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Эмпирическая формула статического коэффициента трения для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма ЭМПИРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА СТАТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ДЛЯ ПОЛНОЙ ДУГИ КОНТАКТА СЕТЕМАТЕРИАЛОВ С ФРИКЦИОННЫМ БАРАБАНОМ ПРОМЫСЛОВОГО МЕХАНИЗМА Недоступ А.А., Орлов Е.К. (Калининград, ФГОУ ВПО «КГТУ», кафедра промышленного рыболовства, e-mail: nedostup@klgtu.ru, evgeny.orlov@klgtu.ru) Abstract. Experimental researches of frictional interaction of fishing threads, cords and ropes (TCR) and a drum of the mechanism of frictional type (MFT) in the conditions of preliminary dis placement on an arch of contact to corners from 40 to 720 degrees are spent. In all experiments identical pressure from party TCR on a surface of drum MFT was reproduced. Formulas of static factor of a friction and factor of an arch of rest for any values of the corner characterising an arch of contact are received.





Введение. В настоящее время разработана методика определения статического коэф фициента трения µст, угла дуги покоя п и коэффициента дуги покоя с для сетематериалов на стальном барабане при дуге контакта, характеризуемой углом =180 (Орлов 2000, 2009;

Зеброва, 2007;

Суконнов, 2009).

В период с 2005 по 2009 год на кафедре промышленного рыболовства КГТУ под ру ководством д.т.н. Розенштейна М.М. и д.т.н. Федорова С.В. были проведены эксперимен тальные работы по исследованию процесса трения скольжения жгута дели во фрикционных рабочих органах рыбопромысловых механизмов и определению зависимостей коэффициен тов трения скольжения от характеристик фрикционных органов рыбопромысловых машин и орудий рыболовства. В рамках экспериментальных работ, выполненных по этой методике, был исследован широкий спектр сетематериалов. На основании полученных эксперимен тальных данных установлено, что коэффициент дуги покоя с имеет среднее значение 0, при дуге контакта, характеризуемой углом =180 (Федоров и др., 2006;

Розенштейн и др., 2009).

Постановка задачи. Выборка орудий рыболовства механизмами фрикционного типа осуществляется в интервале угла обхвата 4001080. В связи с этим нами была проставле на задача расширения исследований статического коэффициента трения µст и коэффициента дуги покоя с в пределах указанного интервала.

Цель экспериментальных исследований. Целью проведённых экспериментальных исследований являлось изучение статического коэффициента трения ст канатно-веревочных изделий (КВИ) на тяговом барабане МФТ при влиянии факторов = f ( N, d, S1, S2, D, l,, m, P,, m,W f, n, SZ ), (1) где N-нормальная нагрузка;

d - диаметр образцов КВИ;

S1 - натяжение набегающей ветви КВИ;

S2 – натяжение сбегающей ветви КВИ;

D – диаметр втулки барабана МФТ;

l - длина дуги контакта КВИ с барабаном МФТ;

m - масса КВИ при Wf=1,72%;

Р - вес сухих КВИ;

плотность материала рабочей поверхности барабана МФТ;

m - плотность материала КВИ;

Wf - фактическая влажность КВИ;

n - коэффициент укрута КВИ (количество круток на 1мм);

SZ - направление крутки для крученых КВИ.

Материал и экспериментальная установка. Экспериментальные работы проводи лись с КВИ, характеристики которых приведены в таблице 1.

Для изучения коэффициента трения при влиянии на него факторов (1) создана экспе риментальная установка (рис. 1).

1225 МНТК "Наука и Образование - 2010" Недоступ А.А., Орлов Е.К.

Таблица 1. Образцы ниток, веревок, шнуров и канатов при Wf=1,72% № Разрывная Материал Вид Диаметр, Длина, Масса, SZ п/п нагрузка, d, мм L, м m, г Тp, H 1 1 212,1 10,06 4,1 Z Нитка кручёная 2 2,5 1257 4,6 11,8 Z 3 3,1 2258,6 4,3 24 S Верёвка кручёная 4 5 4222,6 5,44 67 S Полиамид (капрон) 5 2,7 1649,8 3,23 10,9 ПА Шнур плетёный 6 4 2553,2 2,65 14,1 7 5 5155,5 4,1 49,4 8 10 15712 4,08 230,3 Z Канат кручёный 9 18 54010-66776 1,9 292,5 Z Нитка кручёная ПЭ-1,2-МН 0,2 10 1,2 166,9 2,38 1,7 Z Полиэтилен Верёвка кручёная ПЭ-6,0-МН 0,2 11 6 4026,2 1.31 20 Z ПЭ Канат кручёный ПЭ-10-МН 0,2 12 10 9329 1.23 56,9 Z Полистил Верёвка кручёная 13 6,3 5224,2 1,89 37,8 Z ПС Шнур плетёный 14 3 1473 2,07 6,7 Полипропилен ПП Шнур плетёный 15 6,5 5008,2 1,96 34,8 1 – мотор-редуктор;

2 – съёмный барабан;

3 – электронные весы;

4 – тензостанция MIC – 200;

5 – тензодатчик;

6 - разновесы Рис. 1. Экспериментальная установка Методика проведения экспериментов. Экспериментальные работы проводились с образцами КВИ (табл. 1). Угол обхвата барабана МФТ составлял 4007200. Угловая ско рость барабана составляла =0,43с-1.

Условия проведения опытов: барабан МФТ абсолютно жесткий;

поверхность бараба на МФТ - обработанная сталь;

пренебрегаем деформациями капроновых КВИ, вызванными их весом;

пренебрегаем влиянием эксцентриситета сил трения Fп между барабаном МФТ и КВИ по отношению к оси КВИ;

форма сечения КВИ в пределах дуги контакта с барабаном МФТ не изменяется.

Во всех экспериментах выполнялось условие равенства давления, т.е. p=const. При этом давление рассматривается как p = N / An = q / d, (2) МНТК "Наука и Образование - 2010" Эмпирическая формула статического коэффициента трения для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма где q=N/l - нормальная нагрузка, приходящаяся на еди- S 1, Н S1max ницу длины КВИ в пределах дуги контакта;

An=ld - но минальная площадь контакта. Для экспериментов с об разцами КВИ был выбран диапазон значений 3468Н/м2p25500Н/м2, полученный в результате экспе p25500Н/м риментов с образцом №1. При помощи тензодатчика измерялось натяжение в набегающей ветви S1. Результаты измерений записыва лись тензостанцией в течение времени проведения экс- перимента t. Затем изменялась масса загрузки на сбе гающей ветви и эксперимент повторялся. По результатам экспериментов с КВИ строились зависимости вида S1=f(t). С графика снималось значение S1max. Это пре дельное значение S1, при котором барабан МФТ и КВИ работают без проскальзывания.

На рис. 2 представлена зависимость S1=f(t) для 0,5 1 1,5 образца № 8 (D=152 мм, =180, р=1590,8 Н/м2), макси- t, c мальное значение S1max = 21,925 Н. Рис. 2. Зависимость S1=f(t) По полученным данным выполнялся расчет ста- p тического коэффициента трения µст = ( S1 max S 2 ) /( S1 max + S 2 ). (3) Аналитические выкладки. Рассмотрим равно весие элемента КВИ на барабане МФТ (рис. 3). Нор мальное давление р на барабан МФТ со стороны КВИ определим по выражению (2). Введем силовые характеристики КВИ 1 = S1 /, (4) 2 = S2 / Рис. 3. Схема обхвата КВИ барабана МФТ где 1 - напряжение в набегающей ветви;

2 - напряжение в сбегающей ветви;

Ф - площадь поперечного сечения КВИ. 0, µст 0, Проанализировав данные 0, (Дверник и др., 1973) по значению 0, крутки КВИ n, аппроксимируем их 0, зависимостью вида 0, n = 0, 73/ d. (5) 0, Рассмотрим безразмерное 0, отношение нормального давления p к 0, напряжению 2 0, d 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0, p (1 + 1), 2 = = (6) 2 2 D Рис. 4. Зависимость ст=f(2) где 1 = S1 max / S 2. - нитка d=1мм (№ 1);

- нитка d=2,5мм Зависимость ст=f(2) аппроксими- (№ 2);

- веревка d=3,1мм (№ 3);

- ве рована выражением (рис. 4) ревка d=5мм (№ 4);

- канат d=10мм (№ 8);

- канат d=18мм (№ 9) = kn 2, (7) 1227 МНТК "Наука и Образование - 2010" Недоступ А.А., Орлов Е.К.

где k - размерный коэффициент, причем k=f(D), для D=152мм k=52мм, для D=104мм k=29мм и для D=27мм k=9мм.

По результатам экспериментов, статический коэффициент трения ст определялся по выражению (3) с учетом 1 = S1 max / S 2 или = (1 1) / (1 + 1). (8) С учетом (5) и (6)приравняем (7) и (8) (1 1) / (1 + 1) = 0,365k (1 + 1). (9) D Или (1 1) cn = 0,365k. (10) D Зависимость k=f(D) для диапазона 27ммD152мм представим в виде k = 0,315D. (11) Подставив (11) в выражение (10) получим формулу для определения статического ко эффициента трения ( 1) cn = 0,6 1. (12) Аппроксимирующее выражение (12) для расчета статического коэффициента трения ст не зависит от значения коэффициента дуги покоя c (Недоступ и др., 2009).

На рис. 5 представлен график зависимости ст=f(1,) при =0, с-1.

Новизна результатов.

Эмпирическая формула (12) позволяет выполнить расчет ста тического коэффициента трения ст для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма при любом значении угла.

Рис. 5. График зависимости ст=f(1,) при =0,43 с-1. ( - угол обхвата барабана МФТ) Список литературы Дверник А.В., Забелин А.П. Влияние материала траловой сети на ее гидродинамиче ское сопротивление. Рыбное хозяйство. - 1973. - №1. - С. 55-57.

Зеброва Е.М. Исследование процесса трения скольжения жгута дели во фрикционных рабочих органах рыбопромысловых механизмов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.18.17 – «Промышленное ры боловство». Калининград. 2007. - 17 с.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Эмпирическая формула статического коэффициента трения для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма Недоступ А.А., Орлов Е.К. Зависимость статического коэффициента трения сетемате риалов от угла обхвата тягового барабана механизма фрикционного типа. Известия КГТУ.

№17. - 2009. – С. 45-49.

Орлов Е.К. Исследование возможности выборки трала механизмами фрикционного ти па// Сб. тезисов докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию Калининградского государственного технического университета. - Калининград, 2000 г. – Часть I "Промрыболовство", - с.314.

Орлов Е.К. Определение коэффициента трения и дуги контакта на лабораторной уста новке трения с контактом по образующей Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2009»/ МГТУ. Мурманск. 2009. - С. 960 - 964.

Розенштейн М.М., Суконнов А.В. Влияние дуги обхвата и дуги трения на коэффициен ты трения в трибопарах (элементы орудия рыболовства - фрикционные органы промысловых машин) // Рыбное хозяйство.- 2009. №2, - с. 77-78.

Суконнов А. В. Экспериментальное определение зависимостей коэффициентов трения скольжения от характеристик фрикционных органов рыбопромысловых машин и орудий ры боловства. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Специальность 05.18.17 – «Промышленное рыболовство». Калининград. 2009. - 24 с.

Фёдоров С.В., Зеброва Е.М. Влияние реальной дуги скольжения на величину коэффи циента статического трения во фрикционных устройствах рыбопромысловых судов // Труды Междунар. научно-техн. конф. «Наука и образование-2006», Мурманск, 04-12 апреля 2006г./ МГТУ. – Мурманск, 2006 - с. 1140 – 1142.

1229 МНТК "Наука и Образование - 2010" Недоступ А.А., Павленко А.А.

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК СЕТНЫХ КОНУСОВ Недоступ А.А., Павленко А.А. (г. Калининград, ФГОУ ВПО «КГТУ», кафедра промышленного рыболовства, e-mail: nedostup@klgtu.ru, г. Мурманск, ГУП «ПИНРО», лаборатория промышленного рыболовства, e-mail:pavlenko@pinro.ru).

Abstract. In article the substantiation of a method of calculation of force and geometrical characteristics netting cones is resulted. The calculation method netting cones is based on the empirical approach.

Сетные конуса являются отцеживающими орудиями рыболовства (конусные подхваты и др.) и их элементами (траловые мешки, аккумулирующие мешки закидных и донных неводов, мотни тралов, вентеля и др.). По конструкции сетные конуса делятся на следующие: усеченные и полные, имеющие основание в виде геометрической фигуры (окружность, эллипс, квадрат, прямоугольник, многоугольник и др.), однопластные и многопластные.

К характеристикам сетных конусов относятся: действующие силы (гидродинамическая сила сопротивления Rx, действующая в плоскости OXY, гидродинамическая сила Ry, действующая в плоскости OXY (распорная сила и заглубляющая сила), гидродинамическая сила Rz, действующая в плоскости OXZ (боковая сила) они же действуют в плоскости OYZ, вес сети в воде q, стягивающее усилие To;

геометрические параметры (вертикальное H и горизонтальное L раскрытия оснований конуса или D - диаметр основания конуса, длина образующей конуса S, высота конуса l). Форму устья сетного конуса можно представить в виде, изображенным на рис.

2. Представим сетной конус, состоящий из множества сетных пластин n (сетные пластины могут быть представлены в виде трапеций - усеченные и полные конуса и в виде прямоугольников сетные цилиндры), на которые действуют силы: Rxn, Ryn, Rzn, Ton и qn (см. рис. 2 и 3). Причем, за параметр раскрытия устья конуса примем величину hn.

Ton-Ryn Ton-Ryn Y Y Ton-Ryn Rx X Z Ry S Ton-Ryn Z Rz Ton-Ryn q l hn hn Ton-Ryn H Rz Ton-Ryn hn L q Ton-Ryn Ton-Ryn To Ry v Ton-Ryn Ton-Ryn Ton-Ryn Рис. 2. Схема устья (основания) сетного конуса Рис. 1. Схема сетного полного конуса В большей степени влияние на параметры раскрытия H и L или hn конуса оказывает его гидродинамическое сопротивление Rx. Сопротивлению сетных конусов посвящены исследования многих ученых (Ревин, 1959;

Зын Ван Ве, 1966;

Дверник, 1971;

Фонарев, 1996;

Обвинцев и др., 2005;

Дудко, 1989;

Zhou, 1988;

Kubo, 2004 и др).

Гидродинамические силы, действующие в сетном конусе, определяются как:

МНТК "Наука и Образование - 2010" Обоснование метода расчета характеристик сетных конусов Rx = cx v 2 Fн / Ry = c y v 2 Fн / 2, (1) Rz = cz v 2 Fн / где cx - гидродинамический коэффициент сопротивления конусной сети, ось которого расположена параллельно (вдоль) вектора скорости потока жидкости;

cy - гидродинамический коэффициент распорной (заглубляющей) силы;

cz - гидродинамический коэффициент боковой силы;

- плотность воды;

v - скорость потока жидкости или скорость движения конусной сети;

Fн - площадь ниток конусной сети.

Z Y X X Rzn Ryn S S Ton hn Ton hn n q n n 2Rxn 2Rxn v l v l n n hn Ton Ton hn qn Rzn Ryn б) в плоскости OXZ а) в плоскости OXY Рис. 3. Схема действующих сил на сетные пластины конуса в плоскостях OXY и OXZ Коэффициенты cx, cy и cz зависят от следующих параметров (Розенштейн, 2000):

cx = f (Re, Fo, OXY ) c y = f (Re, Fo, OXY ), (2) cz = f (Re, Fo, OXZ ) где Re - число Рейнольдса для ниток, из которых изготовлена конусная сеть, Re=dv/ (d диаметр нитки;

- коэффициент кинематической вязкости воды);

Fo - сплошность конусной сети;

OXY и OXZ - углы атаки конусной сети в плоскостях OXY и OXZ, характеристикой которых может быть отношение D/S (Ревин, 1959;

Зын Ван Ве, 1966).

Отметим, что углы атаки OXY и OXZ могут отличаться, скажем, когда форма основания представляет собой эллипс или любую другую геометрическую фигуру.

Для обоснования метода расчета характеристик сетных конусов введем следующее допущение, которое в дальнейшем потребует проведению дополнительных экспериментов:

характер изменения геометрических параметров hn и l сетных конусов соответствует экспонентной зависимости (Недоступ, 2008). Весом в воде q сетного конуса пренебрегаем.

Суммарные силы, действующие в конусной сети, представим как n n Rx = Rx i =, (3) n Ry = R y n i = 1231 МНТК "Наука и Образование - 2010" Недоступ А.А., Павленко А.А.

причем, при повороте осей OXYOXZ, можно рассматривать Rz=Ry. Таким образом (Недоступ, 2008), можно представить для любого сетного конуса связь безразмерных сил и безразмерных геометрических параметров n h n / S = 1 e, (4) n l / S = e где n - безразмерная сила, действующая в n - сетной пласти конуса.

Без учета веса в воде q представим n в виде ( ) n = Ton Ry / Rxn = n n, n (5) где - безразмерное стягивающее усилие, n=Ton/Rxn;

n - безразмерная распорная n (заглубляющая) сила, n=Ryn/Rxn.

Угол атаки n - сетной пласти конуса определяется по выражению (Недоступ, 2008) ( ) n n = arctg e 1. (6) Для расчета, действующих сил в сетном конусе приведем формулы для расчета гидродинамических коэффициентов (Недоступ, 2008) cx = cx 90 + (cx 90 cx 0 ) sin n n ( ( )), (7) n c y = 0,75cx 90 6 3,85 Fo n n где cx90 - коэффициент сопротивления сети, расположенной перпендикулярно вектору скорости потока жидкости, cx90=16(2Fo/Re)0,28;

cx0 - коэффициент сопротивления сети, расположенной параллельно вектору скорости потока жидкости, cx0=FoRe-b2.

Приведем результаты расчета полного четырехпластного капронового конуса b2=0,165, посаженного на обруч диаметром D=1,5м, (D=H=L), имеющего следующие характеристики:

d=1,0мм - диаметр нитки;

a=30мм - шаг ячеи;

ux=0,5 - посадочный коэффициент по основанию конуса, причем ux=const;

n1яч=39яч - количество ячей первого основания сетной трапеции;

n2яч=1яч - количество ячей второго основания сетной трапеции;

mяч=15яч (D/S=1,92), 30яч (D/S=0,96), 100яч (D/S=0,29), 200яч (D/S=0,14), 500яч (D/S=0,06) - количество ячей по высоте сетной трапеции;

Fo=0,077;

0,05м/сv2,0м/с - скорость буксировки конуса;

=1,3·10-6м2/с;

=1030кг/м3. Вес сети в воде q=0. Сопротивлением и весом в воде обруча конуса пренебрегаем.

На рис. 4 приведена зависимость Rx=f(v,D/S), а на рис. 5 приведена зависимость (To-Ry)=f(v,D/S) для вышеуказанного сетного конуса (Fo=0,077).

Рис. 5. График зависимости (To-Ry)=f(v,D/S) Рис. 4. График зависимости Rx=f(v,D/S) МНТК "Наука и Образование - 2010" Обоснование метода расчета характеристик сетных конусов Рис. 7. График зависимости cy=f(Re,D/S) Рис. 6. График зависимости cx=f(Re,D/S) На рис. 6 и 7 приведены зависимости cx=f(Re,D/S) и cy=f(Re,D/S) для вышеуказанного сетного конуса (Fo=0,077).

Приведенный метод позволяет:

1. Определить силовые и геометрические характеристики сетных конусов в широком диапазоне чисел Re, или D/S и Fo.

2. Рассчитать стягивающие усилия, действующие в сетных конусах.

Список использованной литературы 1. Зын-Ван-Ве. Исследование сопротивления конусных сетей при движении в воде. Дис.

на соискание уч. степ. кан. тех. наук. - Калининград. - 1966. - 213 с.

2.Дверник А.В. Совершенствование методики расчета сопротивления рыболовного трала.

Дис. на соискание уч. степ. кан. тех. наук. - Калининград. - 1971. - 255 с.

3.Дудко С. Оценка влияния характеристик сетного полотна на сопротивление тралов на основе результатов исследования сетных конструкций// 7-ая научно-техническая конференция по развитию флота рыбной промышленности и промышленного рыболовства соц. стран:

Доклад. - Щецин. - 1989. - 10 с.

4.Недоступ А.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик ставных сетей.

Физическое и математическое моделирование ставных сетей// Известия ТИНРО. Владивосток. Т.154. - 2008. - С. 295-323.

5.Обвинцев А.Л., Люторевич В.М., Батров В.Г. Исследование гидродинамических характеристик конусообразных сетей. Сборник научных трудов. Промышленное рыболовство. Калининград. - Издательство КГТУ. 2005. - С. 66-73.

6.Ревин А.С. Исследование влияния структуры и формы траловой сети на ее сопротивление в воде// Сб. науч. трудов ВНИРО. - 1959. - Т. 41. - С. 66-82.

7. Розенштейн М.М. Механика орудий рыболовства. - Калининград: Издательство КГТУ, 2000. - 364 с.

8. Фонарев А.Л. Гидромеханика. - М.: Колос, 1996. - 192 с.

9. Kubo S. Modeling of netting motion in water. Nippon Suisan Gakkaishi. - 2004. - №70(3) p. 384-353.

10. Zhou Y. Study on conical nets with reference to drag coefficients, geometry and modeling rules// World symposium on fishing gear and fishing vessel design. Newfoundland. Canada. - 1988. - p.

440- 445.

1233 МНТК "Наука и Образование - 2010" Орлов Е.К.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА АНАЛИТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СТАТИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ ДЛЯ ПОЛНОЙ ДУГИ КОНТАКТА СЕТЕМАТЕРИАЛОВ С ФРИКЦИОННЫМ БАРАБАНОМ ПРОМЫСЛОВОГО МЕХАНИЗМА Орлов Е.К. (Калининград, ФГОУ ВПО «КГТУ», кафедра промышленного рыболовства, e-mail: evgeny.orlov@klgtu.ru) Abstract. Comparisons of settlement and experimental values of static factor of a friction for set ting are spent. Possibility of application of the new settlement formula for static factor of a friction proves to be true.

Введение. На кафедре промышленного рыболовства ФГОУ ВПО «КГТУ» в 2009 году выполнены экспериментальные исследования трения скольжения сухих канатно-веревочных изделий (КВИ) по стальному барабану механизма фрикционного типа (МФТ). На основании экспериментальных данных получена эмпирическая формула статического коэффициента трения для полной дуги контакта КВИ с фрикционным барабаном промыслового механизма (см. в данном сборнике статью Недоступа А.А., Орлова Е.К.) ( 1) cn = 0,6 1. (1) где 1=S1max/S2;

S1max - предельное значение S1, при котором барабан МФТ и КВИ работают без проскальзывания, Н;

S1 - натяжение набегающей ветви КВИ, Н;

S2 – натяжение сбегаю щей ветви КВИ, Н;

– угол, характеризующий полную дугу контакта КВИ с барабаном МФТ, рад.

Актуальным является экспериментальная проверка применимости данной формулы для широкого спектра сетематериалов.

Постановка задачи. Формула (1) была использована для проведения численного экс перимента (Недоступ и др, 2009), в результате которого были получены зависимости ст=f(1) при различных значени- µст ях угла (рис.1).

Задачей данной работы яв лялось получение эксперимен тальным путем значений статиче ского коэффициента трения для дели, мокрых КВИ и жгута из КВИ и сравнение их с данными численного эксперимента.

Материал и эксперимен тальная установка. Эксперимен тальные работы проводились с сетематериалами, характеристики которых приведены в таблице 1.

Для экспериментальных работ была создана установка, со стоящая из мотор-редуктора с преобразователем частоты, смен Рис. 1. График зависимости ст=f(1,) ных барабанов, тензостанции при n=0,43об/с MIC-200 с тензодатчиками и электронных МНТК "Наука и Образование - 2010" Сравнительная оценка аналитических и экспериментальных данных статического коэффициента трения для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма весов (см. в данном сборнике статью Недоступа А.А., Орлова Е.К.).

Таблица 1. Образцы сетематериалов № Фактическая Материал Вид Диаметр, п/п Состояние влажность, d, мм Wф, % Длина окружности жгута Дель 1 сухая 1, С=80 мм Нитка кручёная 2 1,5 мокрая Полиамид (капрон) Жгут КВИ:

ПА - нитка кручёная 3 1,5 сухая 1, - веревка кручёная 4 5,0 сухая 1, 1, - канат кручёный 5 10,0 сухой Методика проведения экспериментов.

Экспериментальные исследования статического коэффициента трения для ры боловной дели (эксперименты № 1 и 2). Дель (образец №1) в сухом состоянии укладывалась на барабан МФТ так, что угол =180. Ширина образца на барабане составляла 50 мм (рис.

2) и 82 мм (рис.3). Набегающая ветвь крепилась к тензодатчику. К сбегающей ветви подве шивался груз массой 500 грамм. Включался мотор-редуктор и барабан приводился во враще ние с угловой скоростью = 0,43с-1. Показания тензодатчика записывались тензостанцией.

Экспериментальные исследования статического коэффициента трения для мок рых КВИ (эксперименты № 3, 4 и 5). Нитка (образец №2) взвешивалась на электронных весах в сухом и мокром состояниях (рис. 4). Фактическая влажность нитки определялась как:

P P Wф = w 100%. (2) P где Р - вес сухой нитки, Н;

Pw - вес мокрой нитки, Н.

Нитка (образец №2) в мокром состоянии укладывалась на барабан МФТ так, что угол =180. Набегающая ветвь крепилась к тензодатчику. К сбегающей ветви последовательно подвешивался груз массой 20, 150 и 500 грамм (рис 5). Включался мотор-редуктор и барабан приводился во вращение с угловой скоростью = 0,43с-1. Показания тензодатчика записыва лись тензостанцией.

Экспериментальные исследования статического коэффициента трения для жгута КВИ (эксперименты № 6, 7, 8 и 9). Жгут КВИ в сухом состоянии, состоящий из об разцов № 3, 4 и 5, укладывался на барабан МФТ так, что угол =180. Набегающая ветвь крепилась к тензодатчику. Жгут находился в расправленном виде. На сбегающей ветви соз давались 3 варианта загрузки. Вариант 1: все образцы связаны вместе, к ним подвешивался груз массой 500 грамм (рис. 6). Вариант 2: к каждому образцу подвешивается свой груз, соз давая равное натяжение сбегающей ветви (рис. 7). Вариант 3: к каждому образцу подвеши вается свой груз, создавая разное натяжение сбегающей ветви (рис. 8). Затем жгут скручи вался, на сбегающей ветви все образцы связывались вместе, к ним подвешивался груз мас сой 500 грамм (рис. 9).

Сравнительная оценка аналитических и экспериментальных данных. Значения статического коэффициента трения по экспериментальным данным рассчитывались по фор муле = ( S1 max S 2 ) /( S1 max + S 2 ). (3) 1235 МНТК "Наука и Образование - 2010" Орлов Е.К.

В таблице 2 приведены результаты сравнения аналитических и экспериментальных значений статического коэффициента трения сетематериалов. Расчет относительной погреш ности выполнялся по формуле = 100%. (4) Рис.4. Образец № 2.

Рис.3. Образец № 1. Взвешивание на элек Рис.2. Образец № 1.

Ширина 82 мм тронных весах Ширина 50 мм Рис. 7. Жгут КВИ.

Рис.6. Жгут КВИ в Рис.5. Образец № Общая загрузка расправленном виде на барабане сбегающей ветви МНТК "Наука и Образование - 2010" Сравнительная оценка аналитических и экспериментальных данных статического коэффициента трения для полной дуги контакта сетематериалов с фрикционным барабаном промыслового механизма Рис.8. Жгут КВИ. Разное Рис.8. Жгут КВИ Рис.8. Жгут КВИ. Равное натяжение в сбегающей перекрученный натяжение в сбегающей ветви ветви Таблица 2. Результаты сравнения аналитических и экспериментальных значений статического коэффициента трения сетематериалов № экс, % пери- Образец S1, H S2, H µст µстэ мента 1 №1 дель (50 мм) 11,58 5,91 0,33 0,32 2, 2 №1 дель (82 мм) 14,92 5,91 0,42 0,43 - 3, 3 №2 нитка (20 г) 0,65 0,21 0,49 0,51 - 4, 4 №2 нитка (150 г) 4,23 1,48 0,46 0,48 - 4, 5 №2 нитка (500 г) 12,46 4,92 0,42 0,43 - 3, 6 №3 жгут (общий) 13,11 5,21 0,42 0,43 - 3, 7 №3 жгут (равный) 16,35 6,57 0,41 0,43 - 3, 8 №3 жгут (разный) 8,69 3,74 0,39 0,40 - 2, 9 №3 жгут (скруч.) 10,74 5,21 0,39 0,4 - 2, Новизна результатов. Выполненная сравнительная оценка экспериментальных и расчетных значений статического коэффициента трения показывает, что относительная по грешность не превышает 5%. Это позволяет сделать вывод о возможности применения фор мулы (1) для исследованных сетематериалов.

Список литературы Недоступ А.А., Орлов Е.К. Влияние угла обхвата КВИ барабана МФТ на коэффици ент трения// Труды VII Международной научной конференции «Инновации в науке и обра зовании - 2009»/ КГТУ. 2009. С. 168-171.

1237 МНТК "Наука и Образование - 2010" Подобед В.А., Куряченко Е.А.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ СУДОВЫХ И ПОРТОВЫХ КРАНОВ Подобед В.А., Куряченко Е.А. (г. Мурманск, МГТУ, кафедра управления судном и промыш ленного рыболовства, v.a.podobed@mail.ru) We give new energy-saving technologies on the basis of frequency regulation of the electric ship and port cranes.

Возрастающие технологические требования к качеству производственных процессов, необходимость использования высоких технологий обусловливают устойчивую тенденцию внедрения в различные отрасли промышленного производства современных регулируемых электроприводов. В настоящее время самым распространённым электродвигателем промыш ленных электроприводов является трёхфазный асинхронный двигатель (АД) с короткозамк нутым ротором. Данный электродвигатель является самым простым, надёжным и дешёвым двигателем в широком диапазоне частоты вращения и мощности.

Способы пуска асинхронного электродвигателя: прямой пуск, реактивный пуск, авто трансформаторный пуск, пуск переключением со звезды на треугольник.

Основным видом регулирования асинхронным двигателем является частотный. Час тотное регулирование, пуск и торможение - это наиболее экономичные методы управления АД. Этот способ осуществляется благодаря тиристорным преобразователям частоты (ТПЧ), которые при этом виде регулирования должны преобразовывать напряжение сети промыш ленной частоты в напряжение другой частоты, причем его амплитуда, частота и фаза должны изменяться в широком диапазоне. Частота - это временной параметр переменного напряже ния, определяющий, по существу, интервалы времени, через которые изменяется знак этого напряжения. В тиристорном преобразователе частоты это достигается включением и отклю чением тиристоров в функции времени по такому закону, который обеспечивал бы подклю чение источника энергии к нагрузке (двигатель) с задаваемой частотой смены знака среднего значения напряжения на этом выходе. Выделяют два основных класса ТПЧ: с промежуточ ным звеном постоянного тока и с непосредственной связью питающей сети и цепей нагруз ки.

По характеру протекающих в схеме электромагнитных процессов автономные инвер торы подразделяют на инверторы тока и инверторы напряжения.

Наибольшее распространение получили ТПЧ с широтно-импульсным регулировани ем, при этом на входе инвертора используется неуправляемый выпрямитель. Переменная выходная электродвижущая сила формируется из ряда прямоугольных напряжений, которые образуются при высокочастотной коммутации пары тиристоров каждой фазы.

Достоинством ТПЧ со звеном постоянного тока является возможность регулирования частоты в направлении как вверх, так и вниз от частоты питающей сети переменного тока.

Верхний предел изменения частоты ограничивается максимально допустимой скоростью АД и максимально допустимой частотой коммутации вентилей. Нижний предел частоты ограни чивается дискретностью вращения векторов напряжения и тока инвертора, приводящей к не равномерности вращения АД. Однако ТПЧ с широтно-импульсным инвертором напряжения, имеющие близкий к синусоиде ток и напряжение, способны обеспечить большой диапазон снижения скорости АД. Недостатком ТПЧ является сложность, поскольку они состоят из двух устройств: выпрямителя и инвертора с искусственной коммутацией тиристоров. Два включенных последовательно устройства обусловливают КПД преобразователя.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Инновационные технологии управления электроприводом судовых и портовых кранов Достоинствами НПЧ, в которых коммутация осуществляется за счет напряжения се ти, являются: высокий КПД вследствие однократного преобразования энергии;

широкий диапазон регулирования;

возможность передачи мощности в обоих направлениях между ис точником и нагрузкой. Также НПЧ могут работать в режиме рекуперации энергии во всем диапазоне регулирования угловой скорости (вплоть до полной остановки ротора двигателя).

Недостатками этих преобразователей являются: низкий коэффициент мощности со стороны питающей сети, большая доля высших гармоник и ограниченность максимальной выходной частоты тока. Использовать НПЧ целесообразно в низкоскоростных реверсивных электроприводах.

Самым эффективным и самым распространённым среди регулируемых асинхронных электроприводов в настоящее время является частотно-регулируемый электропривод на ос нове преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Применение час тотно-регулируемого асинхронного электропривода в механизмах подъемно-транспортного оборудования является эффективным методом повышения технологичности производства.

Использование таких приводов позволяет:

1. Значительно (до 40%) снизить энергопотребление крановыми механизмами, что особенно актуально при постоянно растущих тарифах на энергоносители.

2. Осуществить разгон и торможение двигателя плавно, по линейному закону от вре мени, при варьировании временем разгона и временем торможения от долей секунды до мин.

3. Повысить комфортные показатели при движении крановых механизмов и долго вечность механического оборудования благодаря плавности переходных процессов.

4. Защитить двигатель от перегрузок по току, перегрева, утечек на землю и от обры вов в цепях питания двигателей.

5. Снизить эксплуатационные расходы на капитальный ремонт оборудования за счет значительного снижения динамических нагрузок в элементах кинематической цепи.

6. Изменять скорости и ускорения движения механизмов крана применительно к кон кретным технологическим задачам.

Особое внимание следует обратить на то, что во избежание значительных потерь энергии, а, следовательно, для короткозамкнутых асинхронных двигателей во избежание пе регрева его ротора, двигатель должен работать в длительном режиме с минимальными зна чениями скольжения.

Преимущества применения частотного преобразователя: высокая точность регулиро вания;

экономия электроэнергии в случае переменной нагрузки, то есть работа электро- дви гателя с неполной нагрузкой;

равный максимальному пусковой момент;

возможность уда лённой диагностики привода по промышленной сети (распознавание выпадения фазы для входной и выходной цепей, учёт часов работы электропривода, старение конденсаторов главной цепи, неисправность вентилятора);

повышенный ресурс оборудования;

плавный пуск двигателя, что значительно уменьшает его износ;

частотник, как правило, содержит в себе пропорциональный интегральный дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор) и может подключаться напрямую к датчику регулируемой величины;

управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения;

подхват вращающегося электродвигателя;

стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки;

значительное снижение акустического шума электродвигателя (при использовании функции "Мягкая ши ротно-импульсная модуляция" (ШИМ);

дополнительная экономия электроэнергии от опти мизации возбуждения электродвигателя;

их применение позволяет заменить автоматические выключатели.

1239 МНТК "Наука и Образование - 2010" Подобед В.А., Куряченко Е.А.

К основным недостаткам частотных преобразователей можно отнести то, что они яв ляются источником электромагнитных помех, а также их сравнительно высокую стоимость, которая, как следует заметить, окупается за 1-2 года эксплуатации. Таким образом, широкое внедрение ТПЧ в управлении электроприводом судовых, доковых и портовых кранов – это технологический прорыв, приводящий к значительному сокращению потребления электро энергии, примерно до 40%, а вместе с этим и значительной экономии расхода дизельного то плива на судах.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Приложение операционных методов исследования динамики портовых кранов при воздействии ветровых нагрузок ПРИЛОЖЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПОРТОВЫХ КРАНОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК Подобед Н.Е. (г. Мурманск, МГТУ, кафедра управления судном и промышленного рыболовства, podobedne@mstu.edu.ru) Considered special case study the operational method dynamics of port cranes under the influence of wind loads.

Портовые портальные краны – это перегружатели, у которых опорно-ходовая часть выполнена в виде портала. Портал кранов представляет собой раму, опирающуюся посредством жестких опорных стоек («ног») на рельсы кранового пути. Между стоек портала проходят подъездные пути портовых транспортных средств. Расстояние между стойками портала выбирают таким образом, чтобы обеспечить свободное прохождение под краном железнодорожных составов (обычно двух). Стойки портала опираются на ходовые тележки, число колес которых зависит от массы крана, нагрузок на кран и допускаемого давления колеса на рельс.

Система стрелового портального крана обеспечивает перемещение груза работой крановых механизмов: подъёма груза, изменения вылета стрелы, поворота и передвижения крана. Для материальной системы с пространственными колебаниями груза (как материальной точки), которые могут считаться малыми, уравнения движения можно получить на основе совмещения прямоугольных и цилиндрических координат. Любое деформируемое тело является системой с множеством степеней свободы. Если массами одних элементов пренебречь (масса каната и др.), а другие рассматривать как абсолютно жёсткие тела (основание подкрановых путей, платформа, каркас и некоторые другие части и детали крана), система будет иметь конечное число степеней свободы.

Процесс формирования математической модели для сложной динамической системы является трудной задачей, которую каждый раз приходится решать заново, как только исследователь сталкивается с новой конструкцией. В связи с этим создание обобщенных моделей и алгоритмов увеличивает возможность решения больших и практически важных задач, в частности обоснование допустимых ветровых нагрузок для рабочего состояния механизмов передвижения портальных кранов и разработки мероприятий по обеспечению их безопасности.

В настоящей статье рассмотрим частный случай, когда передвижение крана является установочной операцией. Запишем дифференциальные уравнения передвижения портального крана по координате u (перемещение вдоль подкрановых рельсов):

( ) S u u 1 && + = Pu u u ;

u m1 l m (1) S u u P && + = u, ml m где: u и u – координаты движения крана и груза;

S – натяжение каната;

m1 = mкр + mмп ;

mкр – масса крана;

mмп – приведённая вращающаяся масса привода механизма передвижения крана к оси вращения приводного колеса;

m – масса груза;

l – длина подвеса груза;

Pu ;

u ;

u ;

;

– соответственно развиваемое электродвигателем усилие механизма передвижения;

сила трения в механизме;

усилие сопротивления от уклона подкрановых рельсов;

ветровая нагрузка на кран и груз.

1241 МНТК "Наука и Образование - 2010" Подобед Н.Е.

Рассмотрим случай, когда ветер отсутствует, движущее усилие и длина подъёмного каната – постоянные величины.

Система дифференциальных уравнений примет вид:

( ) S u u 1 && + = Pu u u ;

u m1 l m (2) S u u && = 0.

u ml S S = s1 = const;

= s = const.

Обозначим m1l0 m l ( ) Движущее усилие U = U0 = const, где U = Pu Pu Pu y.

m Уравнения (2) превращаются в систему линейных дифференциальных уравнений с постоянной правой частью && + s1 (u u ) = U 0 ;

u (3) && s (u u ) = u Вычитая из первого уравнения системы (3) второе получаем && && + (s + s1 )(u u ) = U 0.

uu (4) Уравнение (4) является обыкновенным дифференциальным уравнением общим решением, которого является выражение u u = 1 cos t s + s1 + c 2 sin t s + s1 + c3 (5) где с3 – частное решение уравнения (4).

При начальных условиях t = 0 ;

u u = 0 ;

u u = 0 находим && U 1 = 3 = 0 ;

c 2 = 0 ;

s + s U U u u = 0 0 cos t s + s1.

s + s1 s + s Подставив значение u u в (3) получаем:

s1 U 0 s1U && = s + s + s + s cos t s + s1 ;

u 1 (6) s U0 sU && = cos t s + s1 + u.

s + s1 s + s Дважды интегрируя и принимая начальные условия t = 0 ;

u = 0 ;

u = 0 ;

u = u = && путем достаточно громоздких преобразований, которые здесь опускаем, получаем следующую систему уравнений s1U 0 sU s U0 1 0 cos t s + s1 ;

u = 2(s + s ) t + (s + s1 )2 (s + s1 ) (7) s U0 s U s U0 u = t+ + cos t s + s1.

2(s + s1 ) (s + s1 )2 (s + s1 ) МНТК "Наука и Образование - 2010" Приложение операционных методов исследования динамики портовых кранов при воздействии ветровых нагрузок Систему (3) можно решить более простым операционным методом с помощью преобразования Лапласа, который позволяет заменить функции из пространства оригиналов обыкновенными алгебраическими уравнениями.

Заменив функции их изображениями, получим:

2 U p u (p ) pu (+ 0 ) u (+ 0) + s1 u (p ) s1 u (p ) = p, & p 2 u (p ) pu (+ 0 ) + u (+ 0 ) s u (p ) + s u (p ) = 0.

& При разгоне t = 0;

u (+ 0 ) = 0 ;

u (+ 0 ) = 0 ;

u (+ 0 ) = 0 ;

u (+ 0 ) = 0.

& & Тогда ) U u (p )(p + s1 s1 u (p ) = p, ) s u (p ) + u (p )(p 2 + s = 0.

Решив полученную систему относительно u (p ) и u (p ), находим U0 U 0s u (p ) = ( )( ) +, p p 2 + s + s1 p 3 p 2 + s + s U 0s u (p ) = ( ).

p p + s + s Обозначим s + s1 = a и перейдем в пространство оригиналов:

1 U u (t ) = 2 (1 cos at ) + U 0s 4 + 2 t + 4 cos at, a a 2a a u (t ) = U s 1 + 1 t 2 + 1 cos at. 0 2a 2 a4 a Упростив, получим U 0s 2 U 0s u (t ) = 2 t + 4 (1 cos at ), 2a a (8) u (t ) = U 0s t 2 U 0s (1 cos at ).

2a 2 a С момента достижения скорости передвижения заданного значения движущие усилия (избыточные усилия) равны 0 и тогда && + s1 (u u ) = 0, u (9) && s (u u ) = 0.

u Решив систему относительно, получим:

su1 + s1u 1 su1 s1u 1 & & u & u () = u1 cos a + 1 sin a + (1 cos a) + sin a, 2 a a (10) su1 + s1u 1 su1 s1u 1 u & & & () (1 cos a) + u = u 1 cos a a sin a + sin a.

2 2 a После упрощения получаем 1243 МНТК "Наука и Образование - 2010" Подобед Н.Е.

su1 + s1u 1 su1 + s1u 1 & & s u ( ) = 1 d sin ( + )+ +. 2 2 2 (11) su1 + s1u 1 su1 + s1u & & s.

u () = d sin ( + )+ + 2 2 2 u1 u ( ) && ;

= arcsin c1 = arccos c 2 ;

где d = u1 u 1 + s+s d d условия = t t1 = 0;

u = u1 ;

u = u 1 ;

u = u1 ;

u = u 1, Учитывая начальные && & & запишем систему su1 + s1u 1 su1 + s1u 1 & & s u ( ) = 1 d sin ( + )+ +.

2 2 2 (12) su1 + s1u 1 su1 + s1u & & s u () = d sin ( + )+ +.

2 2 2 Заменив = t t 1 и обозначая su1 + s1u 1 su1 + s1u 1 su1 + s1u 1 sd & & & & sd t1 ;

C = 1 ;

C = A= ;

B= ;

s + s1 s + s1 s + s1 s + s1 s + s = t1 s s1 ;

s + s1 = a в результате получим u = At + B + C sin (at + );

(13) u = At + B + C sin (at + ).

В период торможения уравнения (3) примут вид && + s1 (u u ) = U ;

u && s (u u ) = u После решения получим следующие уравнения движения:

u () = A 2 + B + C cos a + Dsin a + E (14) u () = A 2 + B + C cos a + D sin a + E.

Операционным методом получены решения дифференциальных уравнений механизма передвижения крана, позволяющие определять в функции времени кинематические и геометрические показатели работы механизма передвижения. На основании аналитического решения дифференциальных уравнений, описывающих работу механизма передвижения, построены графики функций скоростей, ускорений и амплитуд колебаний крана и груза (грейфера) в функции времени при постоянных движущем усилии и длине подвеса груза без влияния ветра и при воздействии ветра.

Список литературы:

1. Понтрягин, Л. С. Обыкновенные дифференциальные уравнения / Л. С. Понтрягин.

– Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 400 с.

2. Дёч, Г. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и z преобразования (Серия «Физико-математическая библиотека инженера») / Дёч, Г. ;

пер. с нем. – М. : Наука, 1971.– 288 стр., илл.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Система информационного обеспечения эффективного управления промыслом (требования, проблемы, теоретические основы, практический опыт) СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫСЛОМ (ТРЕБОВАНИЯ, ПРОБЛЕМЫ, ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ) Шатохин Б.М. (г. Мурманск, Мурманский филиал ФГУП «Нацрыбресурс», morinfo@nw region.ru) Courses to studying short-period features of variability of the hydrometeorological and thermody namic processes influencing on long-term variability of a condition of biological-trade processes in marine ecosystem. It is judged that that a scientific basis of studying of these mechanisms and processes is synoptic monitoring.

Доклад посвящен интегрированному изложению основных результатов разработки и практического использования информационных технологий обеспечения выработки и при нятия научно-обоснованных управленческих решений по эффективному ведению промысла с учетом современных требований и ситуационных ограничений.

Основой приводимых в докладе результатов является многолетний (более 15 лет) практический опыт разработки, использования и развития современных информационных технологий по изучению закономерностей изменчивости состояний природо производственных систем «биообъектсредапромысел» в различных районах Мирового океана.

Научной основой проводимых автором и его сотрудниками исследований является развиваемое ими новое методологическое направление промысловой океанологии – «синоп тический мониторинг морских экосистем и промысловой обстановки».

Изучение закономерностей синоптической изменчивости состояний природо производственной системы «биообъектсредапромысел» проводится с учетом ситуаци онных ограничений, которые определяются спецификой деятельности различных рыболов ных компаний:

- количество и виды квот на вылов;

- производственные возможности (типы судов, наличие собственных транспортов, холодильников, береговых обрабатывающих мощностей и т.п.);

- условия рыночных приоритетов.

Эти ситуационные ограничения порождают индивидуальную постановку управленче ских задач «своим» флотом на сопряженных (т.е. идущих параллельно или друг за другом, а также использующих, в основном, один и тот же состав судов) промыслах.

Система управленческих задач для каждой рыболовной компании имеет свою про странственно-временную иерархическую структуру внутри годового производственного цикла. Оптимизация ее решения внутри года зависит также от ситуационных ограничений, которые накладывает природная среда на внутригодовую динамику изменчивости промы словой обстановки на сопряженных промыслах в различных пространственно-временных масштабах. Последнее обстоятельство (влияние природных факторов) обуславливает отли чительную принципиальную сложность(!) решения управленческих задач эффективного океанического рыболовства, повышая его экономическую рисковость. Учет выше изложен ного в свою очередь и определяет совокупность необходимых требований к системе инфор мационного обеспечения управления океаническим рыболовством.

Далее в докладе приводится совокупность требований к системе информационного обеспечения задач управления сопряженными промыслами и дается концептуальная модель 1245 МНТК "Наука и Образование - 2010" Шатохин Б.М.

решения ситуационных задач информационного обеспечения промысла и его прогнозирова ния (рис.1).

Рис.1. Концептуальная модель решения ситуационных задач информационного обеспечения промысла и его прогнозирования.

На единой методологической основе в докладе рассматриваются результаты послед них исследований и их практические приложения на примере 2009-2010 гг. для сопряжен ных промыслов Северо-Восточной Атлантики, Норвежского и Баренцева морей по следую щим направлениям:

1) исследование иерархии задач управления флотом с учетом характерных масштабов простанственно-временной изменчивости промысловой обстановки на сопряженных про мыслах, проблематика планирования и принятия решений в условиях ситуационных ограни чений;

2) изучение роли синоптической изменчивости термодинамических процессов в ат мосфере и океане и механизмы ее влияния на формирование зон повышенной биологической и рыбопромысловой продуктивности;

3) практический опыт разработки и использования современных информационных технологий синоптического мониторинга для обеспечения принятия эффективных, научно обоснованных решений по управлению промыслом.

По каждому из перечисленных направлений приводится изложение теоретических ос нов, практических результатов прогнозирования рыбопромысловой обстановки и методоло гии принятия решений, с учетом ситуационных природо-производственных ограничений на примере задач управления промыслами в 2009-2010 гг.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Система информационного обеспечения эффективного управления промыслом (требования, проблемы, теоретические основы, практический опыт) Приводятся результаты исследования физических механизмов скачкообразных изме нений промысловой обстановки, нестационарные модели их описания с разрывной правой частью, а также результаты практического прогнозирования сроков и районов промысла в 2009-2010 гг. Рассматривается опыт использования бортовых компьютерных систем выра ботки и принятия решений по управлению промыслом непосредственно в море.

В завершении доклада приводится функционально-структурная блок-схема бассейно вой инфраструктуры информационного обеспечения выработки и принятия эффективных управленческих решений на сопряженных промыслах. Обсуждаются перспективные задачи исследований синоптического мониторинга морских экосистем и промысловой обстановки.

Практической формой реализации указанной инфраструктуры должно явиться созда ние специализированной бассейновой организации, соединяющей функции бывших НТФ «Комплексные системы» и Управления «Севрыбпромразведка».

1247 МНТК "Наука и Образование - 2010" Шеховцев Л.Н.

ПРОЦЕССНЫЙ ПОДХОД К ТИПОЛОГИИ РЫБОЛОВНЫХ СИСТЕМ Шеховцев Л.Н. (г. Калининград, Калининградский государственный технический универси тет, кафедра промышленного рыболовства, e-mail: sheh@gazinter.net) Evolution of approaches to research of fishing systems in industrial fishery is considered. The ty pology of processes in oceanic fishery and systems corresponding to them is developed. Concepts of fishing systems of a different level fish are determined in view of behavioural features of fish.

Одним из универсальных методов исследования является системный подход. В 60-е годы прошлого века широкое развитие получила теория систем, связанная с именами Р. Ак кофа, С. Бира, М. Месаровича, Р. Калмана, Д. Форрестера, С. Оптнера и других.

В этот период система рассматривается преимущественно как совокупность элемен тов, находящихся в связях и отношениях друг с другом, которые образуют некую целост ность и взаимодействуют с внешней средой. В основе этого взгляда на систему находятся элементы (объекты, подсистемы).

Эволюция теории систем, связанная с изменением систем и окружающей среды, их усложнением, привела к расширению понимания системы и рассмотрению ее как совокупно сти связей между элементами, например, экономическая система – это особым образом упо рядоченная система связей между производителями и потребителями материальных и нема териальных благ и услуг.

Этот подход к системе можно назвать коммуникативным, поскольку в его основе ле жит рассмотрение связей как внутренних, так и внешних. Он позволяет учитывать функцио нирование системы во времени, т.е. учитывается временная протяженность процесса.

Н. Винер предложил классифицировать системы по особенностям их поведения (би хевиористский подход). На основании бихевиористского подхода можно выделить системы с активным (целенаправленным) и пассивным поведением. Этот подход можно назвать пове денческим.

Дальнейшее развитие теории систем связано с применением процессного подхода (в экономике, управлении), учитывающего динамику существования и взаимодействия элемен тов системы во времени. Например, в промышленном рыболовстве технические системы, применяющиеся для изъятия гидробионтов из водной среды, представляют собой объектно процессные системы, связанные с работой в двух средах – водной и воздушной, существова нии которых возможно только в самом процессе. Например, трал с рыбой, выбранный на борт, перестает быть ловящей системой, а становится набором элементов. Таким образом, возникают системы гибридного типа, сочетающие в себе элементы, процессы, среды.

Спецификой океанических рыбопромысловых систем является то, что они использу ют рыбодобывающее судно не только как элемент ловящей системы, но и как производст венную платформу, которая выполняет больше функций, чем плавучий цех и осуществляет не только переработку сырья в продукцию, но и его добычу, а также хранение, транспорти ровку продукции, грузов обеспечения жизнедеятельности судна и экипажа, коммерческие операции.

Существуют также прибрежные морские рыболовные системы (прибрежное рыболов ство), которые используют помимо плавсредств и орудий лова сушу (часть берега) как про изводственную платформу.

В данной работе в общем плане объектом исследования является океанические био промысловые системы. Биопромысловые системы означает то, что объектом добычи в океа МНТК "Наука и Образование - 2010" Процессный подход к типологии рыболовных систем нической среде являются водные биоресурсы (а не минеральные и другие ресурсы). Как идентичное понятие будем использовать термин «рыбопромысловые системы».

Биопромысловые системы в более широком смысле этого слова являются составными частями рыбодобывающих (биодобывающих) систем или экономико-биолого-технических систем, сокращенно–экобиотехнических систем (ЭБТС).

Рассмотренные особенности океанического рыбодобывающего производства обу словливают функционирование этого производства в форме рейсооборота судна с экипажем, набором орудий лова, грузами снабжения в район промысла и обратно.

Для исследования технических систем в промышленном рыболовстве сделаем акцент на процессном подходе, учитывая при этом и другие подходы к рассматриваемой системе.

Производственный процесс в океаническом рыболовстве можно представить систе мой, измеряемой временем в виде совокупности следующих процессов разного уровня, на чинающихся с научно-технического обеспечения:

1) процесс рейса (рейсооборот – это макропроцесс);

2) процесс промысла (мезопроцесс);

3) процесс лова (микропроцесс).

Набор параметров и показателей эффективности процессов более высокого уровня должен учитываться в параметрах процесса лова и наоборот.

Эти системы, представленные выше, можно рассматривать как иерархию следующих процессов:

– макроуровень – это процесс рейсооборота. Он соответствует рыбодобывающей сис теме.


– мезоуровень – это процесс промысла. Он должен соответствовать промысловой сис теме.

– микроуровень – это процесс лова. Он соответствует ловящей (рыболовной) системе.

Она включает в себя следующие элементы: судно – орудие лова – объект лова (в традицион ном понимании рыболовной системы), или судно – орудие лова – объект лова – источник управляющего воздействия на объект лова (в расширенной рыболовной системе);

– микромикроуровень – это рассмотрение отдельных элементов этого процесса или системы (судно – орудие лова;

орудие лова – объект лова;

судно – объект лова). Эти микро микропроцессы или нанопроцессы позволяют учитывать внутрисистемные взаимодействия.

Из представленного анализа можно сделать вывод, что рыболовная система сущест вует только на микроуровне, т. е. в процессе лова.

В нашей работе акцентировано внимание на ловящих (рыболовных) системах с уче том их вхождения в системы более высокого уровня (рыбопромысловые и рыбодобываю щие).

Ловящая система в общем виде состоит из трех основных элементов (судно – орудие лова – объект лова), созданных с целью отделения и извлечения рыбы из водной среды на палубу судна для дальнейшей переработки, хранения, транспортировки и реализации.

Развитие этой системы приводит к появлению нового дополнительного управляющего воздействия непосредственно на объект лова, что связано с введением в рыболовную систе му дополнительного элемента – средства воздействия на объект лова, которое позволяет привлекать, концентрировать и удерживать объект лова в зоне действия орудий лова.

Таким образом, развитие рыболовных систем с целью повышения их эффективности.

происходит в направлении использования поведенческих особенностей объектов лова Это может быть использовано для моделирования, классификации, реинжиниринга и проектирования рыболовных систем.

1249 МНТК "Наука и Образование - 2010" Паузе Ю.

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЫБОЛОВСТВЕ Юрген Паузе (г. Куксхафен, морской колледж), Подобед Н.Е. (г. Мурманск, МГТУ, кафедра УС и ПР) We consider the traditional methods of catching and set targets for their improvement, proa resentatives catch, depending on towing speed. A mathematical model for a trawl, defined techno logical and biological parameters, provide innovative solutions for the design of the engine.

Настоящие инновации в морском рыболовстве – это только такие решения, которые содержат как экономию производственных ресурсов, например, топливо, так и делают воз можными защиту существующих рыбных ресурсах.

Ведущие экологические союзы [2] с полным основанием требуют, чтобы промышлен ное рыболовство не разрушало морскую экосистему. Нужно находить такие технологии, которые либо исключают разрушительные методы лова, либо экологически совершенствуют их. По-прежнему во всем мире пелагическая буксирная сеть и донный трал остаются тради ционными методами лова [1,3,4].

При донном тралении неизбежно разрушается морское дно. Таким образом, могут разрушаться целые экосистемы. Траловые (распорные) доски двигаются большей частью под углом к грунту и оставляют борозды, которые могут достигать глубины до 30 см. При таком способе лова разрушаются морское дно и рыбные нерестилища [2].

Современные рыболовные приспособления очень тяжелы и из этого следует очень большое буксирное сопротивление. Чтобы преодолеть это сопротивление и достичь доста точной буксирной скорости при тралении, необходима большая приводная мощность, кото рая в свою очередь требует определенного количества топлива. Поэтому было бы разумно, чтобы орудия лова, или по крайней мере их часть, создавалась таким образом, чтобы они имели ту же уловистость как в настоящее время, но были бы намного легче и имели далеко не столь большое буксирное сопротивление.

Разработка новых, прочных, и в то же время более легких материалов для изготовле ния рыболовных сетей приведет к сокращению общего сопротивления рыболовного снаря жения, и большая часть морского дна, не будет так сильно разрушаться. При этом была бы получена не только выгода от экономии топлива, но и была бы сохранена экосистема мор ского дна. С этим связана реальная возможность выживания рыбных ресурсов. Однако нуж но понимать, что буксирную скорость можно снижать только до определенной величины, так как иначе доход будет слишком незначителен. Это неизбежно требует, чтобы транспортное средство (рыболовное судно) двигалось с адекватной скоростью.

Таким образом, встает вопрос: имеется ли буксирная скорость, при которой достига ется максимум массы вылова и одновременно минимум в расходе энергии (топлива)?

С целью получения количественной и качественной информации по изложенным проблемам, необходимо исследовалась зависимость между буксирной скоростью и выловом.

Для оценки этой зависимости были предприняты несколько рейсов в Мавритании при облове скумбрии. Полученные результаты свидетельствуют, что существует целый ряд буксировоч ных скоростей, при которых улов незначителен или случаен. В некоторых областях улови стость возрастает до некоторого значения, а затем снова падает до определенного уровня.

Полученная базовая модель может быть применена для анализа других более или менее вы раженных данных.

Анализ литературы по этой теме показал, что для исследования этой проблемы нужно учитывать как рыболовные технологические, так и рыболовные биологические аспекты. С МНТК "Наука и Образование - 2010" Инновационные технологии в рыболовстве помощью испытаний в аэродинамической трубе, которые очень затратны, можно подробно изучить рыболовную сеть, но мы не в состоянии рассмотреть вопрос о поведении рыбы. В связи с этим необходимо разработать специальную модель поведения рыбы и включить ее в процесс исследования. Очевидно, что только соответствующая модель способна описать этот достаточно сложный процесс [1].

Подводные съемки показали, что особенно чувствительными являются область устья и сетевого открытия трала [7,8]. Из этих съемок может быть получено много сведений о по веденческой модели косяка перед тралом.

Имеет место следующее соотношение AN = f (V s ), (1) где АN – площадь сетевого раскрытия;

Vs – буксирная скорость.

Соответствующие подходы к решению представлены в работе Пашена [6]. Исходны ми данными для математической модели являются форма и положение траловых канатов от кормы рыболовного судна до траловых досок. Траловые канаты смоделированы как про странственно изогнутые стержневые, нагруженные течением цепи в виде точек. Отдельные точки нагружаются гидродинамическими силами и силами тяжести. В своей модели Пашен исходит из сил тяги быстроходного люггера. Силы приняты на основании результатов испы таний в аэродинамической трубе. В этом случае рекомендуется следующее более простое преобразование r r r d 2F r r dF dF VsBs, F = F0 + Vs + Bs + (2) dVs dBs dVs dBs где F – сила тяги, приложенная к стальному тросу трала, Bs – расстояние между траловыми досками. Такой подход всегда возможен, если для Vs0 и Bs0 принимают средние значения, так что изменение скорости буксировки и (или) расстояния между траловыми досками мало по сравнению с их начальными значениями [6]. В результате можно смоделировать позицию распорных досок, ширину и площадь сетевого раскрытия, как функции буксирной скорости и длины траловых канатов [1]. Если спроецировать теперь сетевые головки в плоскость y-z, то получим так называемое проецируемое сетевое раскрытие.

Для определения площади сетевого раскрытия можно записать следующее эллипти ческое преобразование [1]:

t AN = x ( t ) y(t ) dt, где: x(t ) = a cos(t) x (t ) = a sin(t) y (t ) = b sin(t) ;

(3) & & & t t – параметр эллипса;

a – большая полуось эллипса (горизонтальное сетевое открытие);

b – маленькая полуось эллипса (вертикальное сетевое открытие);

t1, t2 – границы интегрирова ния.

Как сказано выше, рыболовный процесс описывается параметрами, которые имеют в большей степени стохастическое происхождение. При этом речь идет о поведении косяка перед тралом и в сфере влияния трала. Подробная поведенческая модель рыбного косяка представлена в [1,3]. Ряд сведений были получены путем подводных съемок [7].

Для имитационной модели необходимо описать рыбное скопление математически.

Такие величины, как например: длина скопления, ширина скопления и плотность скопления;

высота скопления и форма скопления были подробно описаны Тростом [9]. Исходя из анали зов снимков, полученных при помощи эхолота, приведенных в [1,3] предположения о форме скоплений трудно подтвердить из-за качества снимков. В этих работах исходной формой скопления принимается эллиптическая форма. Можно сделать вывод, что эта форма выраже на по разному в зависимости от вида лова, времени суток и места лова. Так, например, форма 1251 МНТК "Наука и Образование - 2010" Паузе Ю.

косяка у скумбрии (Мавритания) полностью определяется ночью. И, наоборот, у сельди эл липтическая форма очень хорошо выражена днем.

Координаты центра i – того скопления можно получить из соотношения:

sin(i ) cos(i ) Si = ( z i, y i, z i ) = ri sin(i ) sin( i ) i = 1...n ;

n N (4) cos( ) i i ;

i – пространственные углы.

В соответствии с изменением скорости судна и любого скопления происходит обнов ление определения их места положения – координат точек. Это скопление может быть рас считано с помощью случайного ряда [10] посредством генератора случайных чисел (метод Монте-Карло). По Тросту [9] для расчета параметров скопления применяется экспоненци альное распределение. Следовательно, для i-того скопления справедливо выражение:

z i = F (x i ) = 1 e x i (5) Масса, % Тип сети Тип сети Результаты моделирования массы вылова как функции буксирной скорости V, м/с 0 … 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3, Из этого следует функция, обратная функции (5):

x (0,1 ) z i = F 1 ( x i ) = ln (1 x i ) ;

(6) - параметр экспоненциального распределения.

В качестве формы рыбного скопления может быть принят эллипсоид вращения [1].

Следовательно, теоретически возможная масса вылова может быть рассчитана по формуле:

Fi = i da, (7) A где A – область отграничивающая эллипсоид вращения;

Fi – теоретически возможный вылов i-того скопления;

i – плотность i - того скопления, const.

В качестве основы моделирования выбирались 2 пелагических буксирных трала, ко торые подробно описаны в [1]. У трала типа I площадь сетевого раскрытия меньше, чем у трала типа II. Соответствующий банк данных представлен в имитационной модели.

Из сказанного можно сделать следующие выводы: имеются скорости, когда происхо дит лишь случайный и соответственно в высшей степени незначительный вылов;

этот сто МНТК "Наука и Образование - 2010" Инновационные технологии в рыболовстве хастический вылов встречается, если буксирная скорость меньше чем скорость ускользания скопления (Нулльфэнгигкайт);

при увеличении определенной буксирной скорости повыша ется относительная масса вылова;

буксирная скорость должна превышать скорость «убега ния» скопления (косяка);

относительный максимум вылова достигается только, если буксир ная скорость значительно выше, чем скорость ускользания скопления;

область относитель ных максимумов вылова наблюдается только в незначительных пределах изменения буксир ной скорости.

Для сравнения представленной имитационной модели с другой моделью [3], выбраны те же начальные условия, что и в [3]. Представленные здесь результаты показывают, что де терминистские параметры процесса лова можно исследовать при их взаимодействии со сто хастическими параметрами поведенческой модели при эксперименте. В этом случае и в [1] представленную поведенческую модель необходимо непрерывно совершенствовать. Техно логические параметры орудий рыболовства можно просто заменять путем выбора из банка данных и таким образом исследовать различные типы тралов на их уловистость в рамках эксперимента для известной в настоящее время поведенческой модели. Подробное обсуждение результатов можно найти в [1].

Инновационное решение для пелагических распорных досок. В предыдущем разделе было показано, что сетевое раскрытие является весьма существенным технологическим па раметром в процессе рыболовства. Тем не менее, наряду с соответствующей сетевой конст рукцией, распорные доски также необходимы для горизонтального раскрытия сети.

Образование подъемной силы. Распорные доски должны выдерживать большие на грузки. При нормальном угле установки, составляющем примерно 10°, распорная доска име ет коэффициент подъемной силы равный примерно 1,2 (ср. для этого также [11]). Однако существует еще один способ определить эту подъемную силу. В аэродинамической трубе были исследованы вращающиеся цилиндры с днищем и без днища, в результате чего полу чены коэффициенты подъема равные 9, то есть показатели, которые гораздо выше, чем у лучших крыльев самолета. Это очень интересное аэродинамическое свойство заслуживает особого внимания, поскольку достигаются настолько большие силы, которые вообще аэро динамически возможны [11].

Применение распорной доски с таким принципом действия в буксирном рыболовстве имело бы множество преимуществ. Приводится техническое решение, при котором больше нет необходимости приводить во вращение двигатель с помощью электрической энергии.

Разработано изобретение [12], исследование которого на дееспособность запланиро вано совместно с институтом Бремерхафена.

Список литературы:

1. Pause, J. Untersuchung zur Wechselwirkung zwischen der Schleppgeschwindigkeit, den Netzffnungsparametern und dem Fangergebnis in der pelagischen Schleppnetzfischerei auf der Grundlage eines Simulationsexperimentes. Dissertation A, Hochschule fr Seefahrt Warnemnde,1991.

2. GREENPEACE., Umgepflgte Meeresbden, http://greenpeace.at , Nov. 2004.

3. Frster,J., Beitrag zur Modellbildung des Schleppprozesses in der pelagischen Schleppnetzfischerei mit Hilfe eines Simulationsexperimentes, Dissertation A, IHS Warnemnde / Wustrow, 1985.

4. Gabriel, O. lange, K., Dahm, E., Wendt, T., Fish catching Methods of the World, 4th ed.

Blackwell publishing Ltd. 2005.

5. Neu,R., Im Dienste der Groen Hochseefischerei Verlag H.M. Hauschild GmbH ;

Bremen 1253 МНТК "Наука и Образование - 2010" Паузе Ю.

2002.

6. Paschen, M., Rechnergesttzter Entwurf pelagischer Schleppnetze nach Windkanalversuchen. Fischereiforschung, № 3 / 87;

Rostock, 1987.

7. Fischer,H.J., Beobachtungen zum Fischverhalten mit UAW – Technik Vortrag auf dem 7.

Rostocker Schiffstechnischen Symposium, Universitt Rostock, Rostock, Oktober 1989.

8. DRR,S., Reisebericht ber die 11 – UW – Beobachtungsreise von ROS 414, VEB Fischkombinat Rostock, 1987.

9. Trost,G., Beitrag zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen der Schleppzeit und Fangertrag in der pelagischen, Fischerei Dissertation A, IHS Warnemnde/Wustrow, 1980.

10. Frank,M., Lorenz,P., Simulation diskreter Prozesse Fachbuchverlag Leipzig, 1979.

11. Eck, B.,Technische Strmungslehre, 9. Auflage, Bd. 1 Springerverlag, 1988.

12. Pause,J., Paschen,M., FischeR, A., Patentanmeldung: DD 279 599 A1 Scherkrper zur Erzeugung hydrodynamischer Krfte, 1990.

МНТК "Наука и Образование - 2010" Использование воды в твердом состоянии для тушения пожара ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДЫ В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Анисимов А.Н., Шадрин Ю.А., Шутов В.В. (МГТУ, кафедра УС и ПР) In the article is being proved the need of using water in hard condition (snow) for the faire fainting in the winter season.

Статистика пожаров из средств массовой информации говорит о том, что наибольшее количество пожаров происходит в зимний период времени. Это вполне объяснимо такими обстоятельствами, как интенсивное использование печного отопления, нештатных обогре вательных приборов в особо сильные морозы, нарушение правил технической эксплуатации газового отопления и котельных установок. Иногда причиной пожара является нарушение элементарных правил техники пожарной безопасности. Иногда пожары заканчиваются трагической гибелью людей из-за отсутствия источника воды в данный период года, кото рая является самым распространенным способом тушения пожаров.

При тушении пожаров вода используется только в двух своих состояниях - жидком и газообразном, т.е. в виде пара, но никогда не используется в твердом своем состоянии в виде снега и льда. Общеизвестно, что в зависимости от температуры окружающей среды, вода может находиться в твердом (снег, лед), жидком и газообразном состоянии (пар) и при изме нении температуры переходить из одного состояния в другое.

При температуре от 0 до 100°С вода является жидкостью. При 100°С и более вода ки пит и превращается в пар. Обладая хорошей текучестью вода, находясь под давлением, легко проходит по пожарным магистралям и рукавам. При выходе из ствола с меньшим диа метром, установленного на рукаве, скорость воды увеличивается, и струя может быть подана на значительное расстояние.

Огнетушащая эффективность воды главным образом проявляется как - охлаж дающее вещество. Она поглощает теплоту и охлаждает горящие материалы.

Наиболее эффективное поглощение теплоты водой происходит при температуре ее от 0 до 100°С. И чем ниже температура воды, тем большей поглощающей тепловой способно стью обладает вода.

При температуре 100°С вода, превращаясь в пар переходит из жидкого состояния в газообразное состояние, расширяясь при этом в 1700 раз, продолжает поглощать и отво дить теплоту от горящего материала. Это снижает его температуру до значения ниже температуры воспламенения, в результате чего пожар прекращается. Возникшее при этом большое облако пара локализует пожар, вытесняя воздух, в котором находится необходимый для поддержания процесса горения кислород. Из этого следует, что вода помимо охлаждаю щей способности обладает эффектом объемного тушения. И так, пар, как объемная огнету шащая среда, препятствует поступлению воздуха к пожару и снижает концентрацию кисло рода в воздухе вокруг пожара.

Однако пар имеет ряд недостатков. Во-первых, пар обладает слабой теплопоглощаю щей способностью, вследствие чего его охлаждающий эффект не велик. Помимо этого, при прекращении подачи пар начинает конденсироваться и объем его значительно уменьшает ся. При этом горючие пары и воздух тотчас начинают поступать к очагу возгорания и вы тесняют пар. И если пожар не был полностью потушен, то вполне вероятно повторное возгорание. Во-вторых, температура самого пара достаточно велика для воспламенения многих жидких горючих веществ. И, наконец, пар представляет опасность для людей, так как содержащаяся в нем теплота может вызвать тяжелые ожоги.

При тушении пожаров в период довольно низких температур окружающей среды воз 1255 МНТК "Наука и Образование - 2010" Анисимов А.Н., Шадрин Ю.А., Шутов В.В.

можна кристаллизация воды, т.е. появление кристаллов «льда» во взвешенном состоянии. Это приводит к тому, что внутри пожарного шланга образуется вязкая водяная масса, а затем про исходит замерзание воды. В результате чего эффективность водяной системы пожаротушения сначала снижается, а затем полностью прекращается.

Таким образом, вода, как вещество широко распространенное и используемое при тушении пожаров довольно широко используется только в двух состояниях жидком и га зообразном, но никак на сегодняшний день не используется в твердом своем состоянии в виде снега и льда. Общеизвестно, что эти три состояния воды твердое, жидкое и газообразное обусловлены температурой окружающей среды и при изменении температуры переходят из одного состояния в другое.



Pages:     | 1 |   ...   | 36 | 37 || 39 | 40 |   ...   | 43 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.