Исследование аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски. (Вид 2) Сравнение с траловой доской 1-го вида

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

КАФЕДРА ГИДРОАЭРОМЕХАНИКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа на тему:

Исследование  аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски. (Вид 2) Сравнение с траловой доской 1-го вида.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент:

Панарьина Е. С.

353гр

 

Научный руководитель:

Рябинин А. Н.

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 2012г

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………..3

Оборудование………………………………………………………………….7

Цель работы……………………………………………………………………9

Измерения……………………………………………………………………..10

Отчетные  графики…………………………………………………………….12

Вывод…………………………………………………………………………..14

Сравнение характеристик траловой доски 1 и 2……………………………15

Вывод…………………………………………………………………………..19

Список литературы…………………………………………………………...20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Трал представляет собой  сетной мешок специальной формы, который буксируется на определенной глубине и улавливает встречающуюся  на его пути рыбу. Раскрытие и  расправление мешка происходит на ходу судна от сопротивления воды движению мешка, а также от действия специальной оснастки и вооружения. 

При распорном траловом лове применяют траловые доски, идущие под некоторым углом к направлению  движения трала. Результирующее действие потока на доску характеризуется силой, перпендикулярной плоскости доски. 
 Эту силу можно разложить на силу сопротивления, препятствующую движению трала, и распорную силу, перпендикулярную направлению движения трала. Распорные силы двух досок обеспечивают горизонтальное раскрытие трала.

Траловые доски характеризуются  гидродинамическим качеством, равным отношению их распорной силы к  силе сопротивления. Силы и их отношение  зависят от площади и формы  доски, условий ее обтекания потоком (у дна, в толще воды), угла атаки  доски.

Распорная сила траловых досок растет до углов атаки 25- 40°, а затем уменьшается. Сила сопротивления  досок на малых углах атаки  растет медленнее, так что максимальное значение гидродинамического качества наблюдается на углах атаки 10- 15°. Однако на таких углах мало абсолютное значение распорной силы. Вот почему траловые доски работают обычно на углах атаки 25-40°, лишь несколько меньших тех, при которых распорная сила доски достигает максимального значения.

  Среди досок для донных тралов широкое распространение получили овальные трехщелевые доски . Они изготовлены из листовой стали с набором профилированных крыльев и щитков, образующих три щели. Низ доски утяжелен цельнолитым килем, что придает доске устойчивость. 
Цельнолитой киль и верхняя коробка приварены к крыльям и щиткам, образуя жесткую конструкцию. Овальная форма доски обеспечивает ей хорошие условия обтекания и проходимость. Щели повышают гидродинамические качества доски и устойчивость ее хода. Щели имеют небольшой угол наклона для создания углубляющей гидродинамической силы.

   

Угол атаки траловой доски регулируют изменением положения  точки крепления лапок к доске. Например, в трехщелевой доске  на предусмотрено три точки крепления  лапок. Если лапки крепят в I и II положениях, то доска работает на больших углах атаки и имеет большее распорное усилие. 
В этих положениях лапки крепят при лове донных рыб (тресковых, камбалы), когда необходимо иметь большое горизонтальное раскрытие. При закреплении лапок в III положении распорная сила меньше, трал имеет большее вертикальное раскрытие и лучше облавливает придонные скопления.

Для нормальной работы трала  и равномерного износа досок они  должны идти без крена и дифферента. Крен и дифферент устраняют укорачиванием (удлинением) верхней или нижней лапки или изменением точки крепления шкентеля ваера в отверстиях дуг.

Размеры траловых досок  зависят в основном от размеров трала  и необходимой величины распорной  силы. Обычно при донном траловом лове используют траловые доски площадью от 2 до 6,5 м^2.

Траловые доски часто выполняют правого и левого хода, поэтому при приемке на судно необходимо учитывать парность досок.

 

Общая схема овальных трехщелевых траловых досок.

 

 

 

Рис. 1. 1 – планка для крепления лапок; 2 – дуга; 3- киль; 4 – щели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изучаемая модель:

 

 

 

 

 

Параметры:

l=0,33 м (длинна)

а=0,21 м (ширина)

S=0,06 м²

 

 

Общая схема тралового  лова.

 

 

 

Общий вид рыболовного  трала:1 — сетный мешок трала; 2 и 3 — верхняя и нижняя подборы; 4 — клячовки; 5 — кабели; 6 — распорные  доски; 7 — ваеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

Оборудование.

 

Работа выполнялась  в лаборатории Научно-исследовательского института математики и механики Санкт-Петербургского Государственного университета в трубе замкнутого типа с открытой рабочей частью (установка  АТ-12).

Труба имеет следующие  технические характеристики: сопло круглого сечения с диаметром выходной части 1,5 м; длинна рабочей части 2,25 м; общая длинна трубы 19,5 м; высота 6,85м. Диффузор круглого сечения длинной 4,45 м с углом конусности 6°40’; обратный канал прямоугольного сечения с углом конусности 2°30’; в коленах обратного канала установлено 66 профилированных лопаток, поставленных под углом 48° к оси трубы; вентилятор четырехлопастной, деревянный диаметром 2,5 м. Конец вала вентилятора соединен при помощи мягкой муфты с электромотором постоянного тока мощностью 40 кВт с ручной регулировкой числа оборотов от 0 до 1000об/мин. Все это обеспечивает получение достаточно равномерного поля скоростей и давлений в рабочей части трубы в диапазоне скоростей от 5 до 37 м/с со степенью турбулентности потока ε~0,4÷0,5%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аэродинамическая  труба AT-12

 

 

 

 

Рабочая часть.

 

 

 

 

Цель работы.

 

Определить аэродинамические характеристики траловой доски в  зависимости от изменения угла атаки. Найти угол атаки, при котором  распорная сила будет достигать максимальных значений. Сравнить характеристики 2-х траловых досок.

 

 

 

 

Расчетные формулы:

 

 

Константы:

t◦=22°C  F=0,5

p=754 мм. рт.ст.  S=0,06м²

μ=0,992 l=0,32м

ρ=0,1208 (кгс/м⁴)с² α уст=5°

γ= 0,8057кгс/дм³

ν=0,1481 м²/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерения:

 

α	h	X1г	X10г	Y1г	Y10г	Y2г	Y20г
-10	150	586	29	-275	29	63	8
-7	151	531	31	-165	34	66	3
-4	152	531	31	-58	34	74	3
-1	153	530	35	43	28	89	3
0	153	528	35	71	26	79	0
1	153	530	35	105	26	70	0
4	154	558	31	203	26	60	0
7	154	592	17	347	26	41	0
10	154	627	30	473	26	22	0
13	154	769	30	635	26	6	-6
16	156	881	27	787	26	-4	-10
19	156	1058	27	927	26	-15	-10
22	156	1254	9	1124	25	-28	-12
25	156	1511	9	1280	25	-50	-15
28	154	1818	9	1488	25	-72	-18
31	154	2166	-2	1702	25	-90	-31
34	153	2577	2	1828	25	-93	-41
38	150	3054	2	1928	33	-98	-52
42	150	3458	-11	1955	33	-85	-62
46	149	3846	-11	1968	33	-62	70

 

 

α° тр=1,03

q=Ch,    C =2,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет Cx, Cy

α	h	X1-X10	Y1-Y10	Y2-Y20	Cy1	Cy2	Cy	Cx	Xист	K
-10	150	557	-304	55	-211,296	38,228	-0,173	0,074	266,21	-2,338
-7	151	500	-199	63	-137,399	43,498	-0,094	0,057	205,45	-1,655
-4	152	500	-92	71	-63,103	48,699	-0,014	0,056	203,4	-0,258
-1	153	495	15	86	10,221	58,602	0,069	0,053	196,2	1,287
0	153	493	45	79	30,664	53,832	0,084	0,053	194,14	1,597
1	153	495	79	70	53,832	47,700	0,102	0,053	196,2	1,899
4	154	527	177	60	119,829	40,620	0,160	0,062	227,11	2,609
7	154	575	321	41	217,316	27,757	0,245	0,075	276,55	3,272
10	154	597	447	22	302,618	14,894	0,318	0,081	299,21	3,919
13	154	739	609	12	412,292	8,124	0,420	0,121	445,47	3,485
16	156	854	761	6	508,590	4,010	0,513	0,150	559,82	3,425
19	156	1031	901	-5	602,155	-3,342	0,599	0,198	742,13	3,018
22	156	1245	1099	-16	734,482	-10,693	0,724	0,257	962,55	2,813
25	156	1502	1255	-35	838,740	-23,391	0,815	0,328	1227,26	2,485
28	154	1809	1463	-54	990,448	-36,558	0,954	0,419	1547,57	2,276
31	154	2168	1677	-59	1135,326	-39,943	1,095	0,519	1917,34	2,110
34	153	2575	1803	-52	1228,605	-35,434	1,193	0,637	2338,6	1,872
38	150	3052	1895	-46	1317,122	-31,972	1,285	0,788	2836,06	1,630
42	150	3469	1922	-23	1335,888	-15,986	1,320	0,908	3265,57	1,454
46	149	3857	1935	-132	1353,950	-92,363	1,262	1,026	3667,26	1,229

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчетные графики:

 

 

Рис.1

 

 

 

Рис. 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3

 

 

 

Рис. 4

Вывод:

Изучили изменение коэффициентов  лобового сопротивления и подъемной (распорной) силы, в зависимости от различны углов атаки. Распорная (подъемная) сила растет до углов атаки в 42°, затем наблюдается срыв потока (Рис.1). Сила лобового сопротивления на малых углах атаки растет медленнее, поэтому максимальное гидродинамическое качество наблюдается на углах атаки 10° (Рис. 4). Однако на этих углах мало абсолютное значение распорной силы, поэтому траловая доска 2-го вида работает при угле атаки в 30-40°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнения: Траловой доски 1 и 2.

 

Характеристики  траловой доски 1:

 

Константы:

t◦=21,5°C  S=0,06м²

p=764 мм. рт.ст. l=0,35м

μ=0,992 α уст=3,6°

ρ=0,1231 (кгс/м⁴)с²

γ=0,8066·10³ кгс/дм³

ν=0,1481 м²/с

 

 

 

Измерения:

 

α°	h	X1г	X10г	Y1г	Y10г	Y2г	Y20г
-5	152	585	0	-161	13	-24	-9
-2	154	540	0	-42	-6	-38	-9
0	155	520	0	33	-6	-38	-13
2	157	500	0	171	-6	-65	-9
4	158	500	0	245	10	-69	5
6	158	560	0	314	10	-76	5
8	158	600	0	359	10	-63	5
10	159	650	0	492	10	-79	5
15	159	990	-10	504	10	-24	-29
20	159	1300	-10	640	10	-14	-29
25	158	1700	-15	798	14	-14	-29
30	158	2100	-15	890	14	14	-29
35	158	2580	-70	954	14	38	-33
40	158	2800	-70	920	14	47	-33
45	158	2910	-70	796	7	53	-42

 

α° тр.= 1,07

q=Ch  C =1,105

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет Cx, Cy.

 

α◦	X1-X10	Y1-Y10	Y2-Y20	Cy1	Cy2	Cy	Cx	Xист	K
-5	585	-174	-15	-119,221	-10,278	-0,129	0,126	0,250125	-1,02936
-2	540	-36	-29	-24,3462	-19,612	-0,044	0,111	0,152724	-0,39773
0	520	39	-25	26,20486	-16,798	0,009	0,104	0,09472	0,090668
2	500	177	-56	117,4147	-37,148	0,080	0,096	0,019098	0,834776
4	500	235	-74	154,9029	-48,778	0,106	0,095	-0,00663	1,114135
6	560	304	-81	200,3851	-53,392	0,147	0,112	-0,0289	1,309956
8	600	349	-68	197,0893	-58,006	0,139	0,124	-0,01	1,126014
10	650	482	-84	315,7176	-55,021	0,261	0,136	-0,11377	1,909932
15	1000	494	5	323,5778	3,275	0,327	0,235	-0,07898	1,392049
20	1310	630	15	412,6599	9,825	0,422	0,322	-0,08372	1,312597
25	1715	784	15	516,7825	9,887	0,527	0,439	-0,06693	1,200603
30	2115	876	43	577,4254	28,344	0,606	0,552	-0,02981	1,097944
35	2650	940	71	619,6117	46,800	0,666	0,703	0,063192	0,948026
40	2870	906	80	597,2002	52,733	0,650	0,765	0,141194	0,849441
45	2980	789	95	520,0784	62,620	0,583	0,796	0,237	0,73183

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графики сравнения:

 

Рис1

Разница C(y): Распорная сила 2-й доски в среднем больше на 0,2538

 

 

 

Рис2

Разница C(x): Сила лобового сопротивления 1-ой доски в среднем больше на 0,0186

 

 

 

 

 

 

Рис3

Коэффициент качества 2-й доски  в среднем больше на 0,9737

 

 

 

Рис 4

 

 

Выводы:

Сравнили аэродинамические характеристики двух траловых досок (вид 1(2011г) и вид 2(2012г)).  Выяснили, что качество работы 2-й доски намного выше 1-й. Распорная сила 1-й растет до 35º, а второй до 42º, что позволяет увеличивать скорость раскрытия трала, притом, что лобовое сопротивление растет гораздо медленнее. Максимальное качество обеих досок наблюдается на угле в 10º, но при этом максимальное значение качества 1-й доски порядка 1,91, а второй 3,91, что указывает на лучшую работу траловой доски 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Лабораторный практикум  по аэрогазодинамике.  Белова  А. В. 1980г.

2. http://ottenok.net/ulov/256.html