Учебная работа. Исследование аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

исследование аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ государственный УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГИДРОАЭРОМЕХАНИКИ

Курсовая работа

на тему: исследование аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски.

Студент: Панарьина Е. С.

Научный руководитель: Рябинин А. Н.

Санкт-Петербург 2012 г

Оглавление

Введение

Оборудование

Цель работы

Измерения

Отчетные графики

Сравнение характеристик траловой доски 1 и 2

Вывод

список литературы

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 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 м2.

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

траловый доска аэродинамический сопротивление

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°CF=0,5

p=754 мм. рт.ст.S=0,06м²

μ=0,992l=0,32м

ρ=0,1208 (кгс/м4)с2α уст=5°

γ= 0,8057кгс/дм3

ν=0,1481 м2/с

Измерения

αhX1гX10гY1гY10гY2гY20г-1015058629-27529638-715153131-16534663-415253131-5834743-115353035432889301535283571267901153530351052670041545583120326600715459217347264101015462730473262201315476930635266-6161568812778726-4-101915610582792726-15-102215612549112425-28-122515615119128025-50-152815418189148825-72-18311542166-2170225-90-313415325772182825-93-413815030542192833-98-52421503458-11195533-85-62461493846-11196833-6270

α° тр=1,03

q=Ch, C =2,05

Расчет Cx, Cy

αhX1-X10Y1-Y10Y2-Y20Cy1Cy2CyCxXистK-10150557-30455-211,29638,228-0,1730,074266,21-2,338-7151500-19963-137,39943,498-0,0940,057205,45-1,655-4152500-9271-63,10348,699-0,0140,056203,4-0,258-1153495158610,22158,6020,0690,053196,21,2870153493457930,66453,8320,0840,053194,141,5971153495797053,83247,7000,1020,053196,21,899415452717760119,82940,6200,1600,062227,112,609715457532141217,31627,7570,2450,075276,553,2721015459744722302,61814,8940,3180,081299,213,9191315473960912412,2928,1240,4200,121445,473,485161568547616508,5904,0100,5130,150559,823,425191561031901-5602,155-3,3420,5990,198742,133,0182215612451099-16734,482-10,6930,7240,257962,552,8132515615021255-35838,740-23,3910,8150,3281227,262,4852815418091463-54990,448-36,5580,9540,4191547,572,2763115421681677-591135,326-39,9431,0950,5191917,342,1103415325751803-521228,605-35,4341,1930,6372338,61,8723815030521895-461317,122-31,9721,2850,7882836,061,6304215034691922-231335,888-15,9861,3200,9083265,571,4544614938571935-1321353,950-92,3631,2621,0263667,261,229

Отчетные графики

Рис.1

Рис. 2

Рис. 3

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°. однако на этих углах мало абсолютное

сравнения: Траловой доски 1 и 2

Характеристики траловой доски 1:

Константы:

t◦=21,5°CS=0,06м²

p=764 мм. рт.ст.l=0,35м

μ=0,992α уст=3,6°

ρ=0,1231 (кгс/м4)с2

γ=0,8066·10³ кгс/дм3

ν=0,1481 м2/с

Измерения:

α°hX1гX10гY1гY10гY2гY20г-51525850-16113-24-9-21545400-42-6-38-90155520033-6-38-1321575000171-6-65-94158500024510-6956158560031410-7658158600035910-63510159650049210-79515159990-1050410-24-29201591300-1064010-14-29251581700-1579814-14-29301582100-158901414-29351582580-709541438-33401582800-709201447-33451582910-70796753-42α° тр.= 1,07

q=ChC =1,105

Расчет Cx, Cy.

α◦X1-X10Y1-Y10Y2-Y20Cy1Cy2CyCxXистK-5585-174-15-119,221-10,278-0,1290,1260,250125-1,02936-2540-36-29-24,3462-19,612-0,0440,1110,152724-0,39773052039-2526,20486-16,7980,0090,1040,094720,0906682500177-56117,4147-37,1480,0800,0960,0190980,8347764500235-74154,9029-48,7780,1060,095-0,006631,1141356560304-81200,3851-53,3920,1470,112-0,02891,3099568600349-68197,0893-58,0060,1390,124-0,011,12601410650482-84315,7176-55,0210,2610,136-0,113771,9099321510004945323,57783,2750,3270,235-0,078981,39204920131063015412,65999,8250,4220,322-0,083721,31259725171578415516,78259,8870,5270,439-0,066931,20060330211587643577,425428,3440,6060,552-0,029811,09794435265094071619,611746,8000,6660,7030,0631920,94802640287090680597,200252,7330,6500,7650,1411940,84944145298078995520,078462,6200,5830,7960,2370,73183

Рис 1

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

Рис 2

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

Рис 3

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

Рис 4

Выводы

Сравнили аэродинамические характеристики двух траловых досок (вид 1(2011 г) и вид 2(2012 г)). 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.

. HTTP://ottenok.net/ulov/256.html

Учебная работа. Исследование аэродинамических характеристик овальной трехщелевой траловой доски