ВЛИЯНИЕ ПОЯСОВ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ ТРАЛОВЫХ МЕШКОВ

​EFFECT OF BELTS ON THE RESISTANCE OF TRAWL COLLARS

Karina Konovalova

Postgraduate student of the Department of Commercial Fishing, Kaliningrad State Technical University,

Russia, Kaliningrad

Pavel Nasenkov

Senior Lecturer, Department of Industrial Fishing Kaliningrad State Technical University,

Russia,

АННОТАЦИЯ

Сложность проектирования трала связана с тем, что его параметры должны соответствовать не только специфике распределения и поведения объекта лова, но и возможностям промыслового оборудования и самого траулера. Проектировщик должен максимально точно определить сопротивление траловой системы, которое включает в себя сопротивление канатно-сетной части, деталей оснастки, траловых досок, ваеров и других компонентов. Целью данного исследования является определение сопротивления траловых мешков для разноглубинного трала 18/95, как с поясами, так и без поясов. Пояса изготавливались из плетеных веревок, изготовленных из полиамида, диаметром 6 мм. Закреплялись на мешке пояса на равном расстоянии друг от друга, с учетом разного их количества. Эксперименты с моделями траловых мешков проводились в гидроканале, в котором они устанавливались, закрепленные на обруче, для обеспечения раскрытия с заданной посадкой. Скорость потока в гидроканале регулировалась от 1,2 до 2,5 м/с. Когда скорость потока становилась постоянной и мешок принимал правильную форму, с помощью тензодатчиков определялось сопротивление модели. Результаты проведенных экспериментов показали, что с увеличением скорости потока, сопротивление мешка с поясами имело большее значение, чем у мешков без поясов, при этом количество поясов, закрепленных на мешке не имело большого значения.

ABSTRACT

The complexity of trawl design is related to the fact that its parameters should correspond not only to the specific distribution and behavior of the fishing object, but also to the capabilities of the fishing equipment and the trawler itself. The designer must determine as accurately as possible the resistance of the trawl system, which includes the resistance of the rope-net part, equipment parts, trawl boards, warps and other components. The purpose of this study is to determine the resistance of trawl bags for a mid-depth trawl 18/95, both with belts and without belts. The belts were made of braided ropes made of polyamide, 6 mm in diameter. The belts were fixed on the bag at an equal distance from each other, taking into account their different quantities. Experiments with trawl bag models were carried out in a hydraulic channel, in which they were installed, fixed on a hoop, to ensure opening with a given fit. The flow rate in the hydraulic channel was regulated from 1,2 to 2,5 m/s. When the flow rate became constant and the bag took the correct shape, the resistance of the model was determined using strain gauges. The results of the experiments showed that with increasing flow rate, the resistance of the bag with belts was greater than that of bags without belts, while the number of belts attached to the bag was not very important.

Ключевые слова: траловый мешок; сопротивление; гидродинамический коэффициент.

Keywords: trawl bag; resistance; hydrodynamic coefficient.

Технологически рыболовный трал состоит из трех основных частей, из канатной, канатно-сетной и мешок. Данные элементы изготавливаются из делей, нитей, шнуров и канатов. Траловый мешок является аккумулирующим устройством разноглубинных и донных тралов [1]. Их конструкция, линейные размеры, а также шаг ячеи регламентируется правилами рыболовства.

Гидродинамическая сила сопротивления действующих сил, является одной из основных характеристик при проектировании как трала, так и тралового мешка в частности. Исследованию траловых мешков посвящено множество работ ученых: Коротков В.К., Мейлер Л.Е., Обвинцев А.Л., Розенштейн М.М., Zhou Y., Paschen M. и т.д. [2-12]. Однако вопрос исследования сопротивления траловых мешков с учетом, установленных на них поясов остается малоизученным. Пояса на траловых мешках изготавливаются из прочных канатов, обеспечивающих правильную, заданную форму тралового мешка и удержание его формы во время траления, что имеет влияние на эффективность лова.

Для исследования гидродинамического сопротивления была изготовлена модель четырех-пластного тралового мешка по чертежам разноглубинного трала для лова ряпушки (Coregonus albula) в озере Виштынецкое 18/95 м (рис. 1) [13]. Модель испытывалась без поясов и с поясами. Пояса были изготовлены из полиамидной плетеной веревки диаметром 6 мм.

Рисунок 1. Модель разноглубинного трала 18/95 м

Испытания модели тралового мешка с поясами и без проводились в гидроканале ООО «Фишеринг-Сервис» (рис. 2).

Рисунок 2. Гидроканал ООО «Фишеринг-Сервис»

Модель тралового мешка верхней кромкой рассаживалась на металлический обруч диаметром D = 0,54 м. Характеристики модели тралового мешка представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристика модели тралового мешка

Установлено, что гидродинамический коэффициент сопротивления траловой оболочки зависит от следующих параметров [14]:

где Re – число Рейнольдса; F₀ – сплошность траловой оболочки; α - угол атаки меридиана траловой оболочки.

Число Рейнольдса (Re) можно определить, используя формулу:

где d - диаметр нити; v – скорость движения воды; υ – коэффициент кинематической вязкости воды.

Сила сопротивления R_x ниток сетной оболочки в водной среде, в общем виде выражается следующей формулой [14]:

 где c_x ­- коэффициент гидродинамического сопротивления тралового мешка; ρ - плотность воды (1000 кг/м³); v - скорость буксировки тралового мешка (м/с); F_н – площадь ниток тралового мешка (м²).

Из формулы (3) следует, что c_x можно найти по формуле:                                                  

Эксперименты в гидроканале позволяют сформировать поток по всему объему канала, тем самым имитируя буксировку тралового мешка. Скорость потока можно регулировать от 0 м/с до 2,5 м/с.

Обруч, с расположенной на нем моделью, был установлен параллельно тензодатчикам (рис. 3).

Рисунок 3. Схема расположение тралового мешка в гидроканале

Известно, что сплошность сетной части трала определяется по формуле:

где a - шаг ячеи (м); U_x - горизонтальный посадочный коэффициент; U_y  - вертикальный посадочный коэффициент.

Для определения площади ниток тралового мешка, необходимо умножить сплошность тралового мешка на F_Г:

где Н – высота тралового мешка (м), L – длина тралового мешка (м).

Используя данные полученные в гидроканале и формулы (4) - (6) был определен гидродинамический коэффициент сопротивления для тралового мешка при разной скорости траления и количестве поясов (табл. 2).

Таблица 2.

Расчетные данные тралового мешка

Для полученных данных были построены зависимости R_x от v (рис. 4) при различном количестве поясов.

Рисунок 4. Зависимость R_x от v

На рис. 5 изображен график зависимостей гидродинамического коэффициента сопротивления тралового мешка от числа Рейнольдса.

Рисунок 5. Зависимость с_x от Re

В ходе проведенных исследований, было определено, что сопротивление тралового мешка с поясами имеет большее значение, чем без поясов. При этом количество поясов, и следовательно расстояние между ними, незначительно влияет на коэффициент гидродинамического сопротивления.

Исследование выполнено в рамках выполнения государственного задания по теме «Разработка физических, математических и предсказательных моделей процессов эксплуатации донного и разноглубинного траловых комплексов».

Список литературы:

1. Дверник А.В., Шеховцев Л.Н. Устройство орудий рыболовства. - М: Колос, 2007. - 272 с.
2. Коротков В.К., Мейлер Л.Е. Траловый мешок улучшенной конструкции. Рыбное хозяйство. - №4. - 2005. - С. 46-47.
3. Мейлер Л.Е. О формировании улова в траловом мешке. Рыбное хозяйство. - №5. - 2005. - С. 84-85.
4. 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.
5. Розенштейн М.М. Механика орудий рыболовства. - Калининград: Издательство КГТУ, 2000. - 364 с.
6. Kubo S. Modeling of netting motion in water. Nippon Suisan Gakkaishi. - 2004. - №70(3) - p. 384-353.
7. 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.
8. Korotkov V.K., Meyler L.E. Hydrodynamic investigations, designinig and marine test of a trawl cjdend with the improved conditions of catch concentration. Contributions on the theory of fishing gears and related marine systems. V. 2. DEMaT 2001. - 2002. - p. 175-187.
9. Paschen M., Kopnick W., Winkel H.-J. Model tests of various cod-end constructions - the key for an explanation of selectivity characterization!? Contributions on the theory of fishing gears and related marine systems. V. 2. DEMaT 2001. - 2002. - p. 189-205.
10. Priour D., Herrmann B. Catch shape in cod-end. Contributions on the theory of fi shing gears and related marine systems. V. 4. DEMaT 2005. - 2006. - p. 41-57.
11. Fuwa S., Fujita S., Kumasawa T., Hirayama M. Flow distribution in a brailer codend. Contributions on the theory of fishing gears and related marine systems. V. 5. DEMaT 2007. - 2007. - p. 11-21.
12. O’Neill F.G., Knudsen L.H., Wileman D.A., McKay S.J. Cod-end drag as a function of catch size and towing speed. Fisheries research. - 72. - 20050. - p. 163-171.
13. Недоступ А.А., Ражев А.О., Насенков П.В., Львова Е.Е., Сысенко В.В., Аскаров Д.В., Белозер И.С. Экспериментальные исследования разноглубинного трала 18/95 м на оз. Виштынецкое. Вопросы рыболовства. – Т. 24 (№2). – 2023. – С. 92-98.
14. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости. - М.: Мир, 1991. Т. 1–2. 1054 с.