Алгоритм расчета конструктивных характеристик траловых мешков для облова мезопелагических рыб Текст научной статьи по специальности «Физика»

2008

Известия ТИНРО

Том 155

УДК 639.2.081.117.212(06):597—151

В.П. Жуков*

Всероссийская ассоциация рыбохозяйственных предприятий, предпринимателей и экспертов (ВАРПЭ), 103031, г. Москва, Рождественский бульвар, 9

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАЛОВЫХ МЕШКОВ ДЛЯ ОБЛОВА МЕЗОПЕЛАГИЧЕСКИХ РЫБ

Излагается алгоритм расчета конструктивных характеристик траловых мешков для облова малоразмерных мезопелагических рыб. Искомыми конструктивными характеристиками мешка являются: число пластей, количество ячей по длине мешка и по его периметру в нижнем основании. В основу расчета положены экспериментальные данные о значениях поля скоростей внутри мешка, при которых малоразмерные рыбы не просеиваются через сетное полотно и аккумулируются в мешке. В процессе расчета определяется средний взвешенный угол атак сетной оболочки мешка, что позволяет найти значение его сопротивления при движении траловой системы с заданной скоростью. Основным результатом расчета является определение основных конструктивных характеристик (продольных и поперечных линейных размеров) мешков для тралов, предназначенных для облова мезопелагических (малоразмерных) рыб.

Ключевые слова: мезопелагические рыбы, траловый мешок, поле скоростей.

Jukoff V.P. Algorithm of constructive parameters calculation for the codends designed to catch mesopelagic fish // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 155. — P. 295-299.

An algorithm is developed of constructive parameters (number of net plates, quantity of mesh per the cod-end length and per its bottom perimeter) calculation for the cod-ends designed to catch small-sized mesopelagic fish. The calculation is based on experimental measurements of stream conditions within a cod-end which provide fish accumulation inside it but don't allow them to sift through the net cloth. Besides, the average weighed angle of attacks for the net cloth of cod-end is determined in the process of calculation, that allows to find the value of its resistance to the trawl towing with certain speed. The list of input data and the succession of operations are presented. The output results are used for definition of the cod-end dimensions. Optimization of the cod-ends shape promotes their efficiency increasing, as higher catch and better selectivity.

Key words: small mesopelagic fish, cod-end, stream field within a fishing gear.

Введение

Канаты и сетное полотно устья трала служат источником управляющих физических полей и контактных взаимодействий, а траловый мешок аккумули-

* Жуков Валерий Павлович, советник Президента ВАРПЭ по внешнеэкономической деятельности, e-mail: [email protected].

295

рует улов. Если для традиционных видов рыб характеристики сетематериалов уже подобраны (диаметр нитки и шаг ячеи), то для объектов мезопелагиали таких данных нет. Вместе с тем чрезмерное уменьшение размера ячеи приводит к утяжелению орудия лова, снижению скорости лова, а увеличение — к уходу рыб через сетное полотно, что в обоих случаях приводит к прилову (Белов, 2002; Жуков, 2005). Поэтому успешный промысел мезопелагических объектов (т.е. объектов, имеющих малые размеры) возможен лишь при правильном выборе конструктивных характеристик тралового мешка.

Автором проведена большая серия экспериментов с моделями траловых мешков в гидроканале и натурными мешками в море (Розенштейн, Жуков, 2008), на основе которых была установлена связь относительной скорости движения воды в мешке с его конструктивными характеристиками (относительной площадью Ио сетной поверхности мешка и относительной его длиной). Эти данные позволяют для выбранного значения относительной скорости движения воды в мешке, соответствующей наилучшим условиям аккумулирования рыбы, определить необходимые размеры мешка в продольном и поперечном направлениях, а также конструктивные характеристики, обеспечивающие требуемое значение относительной площади И .

Ниже излагается метод расчета конструктивных характеристик тралового мешка для облова мезопелагических (малоразмерных) рыб, когда шаг ячеи а в мешке известен.

Входные данные, необходимые для обоснования конструктивных характеристик траловых мешков на основании разработанной методики, включают:

• геометрические и конструктивные характеристики канатно-сетной части трала (И , Р ), за исключением характеристик тралового мешка (Розенштейн, 2000);

• безразмерные силовые характеристики канатно-сетной части трала, за исключением характеристик тралового мешка (Розенштейн, 2000);

• характеристики предполагаемых условий эксплуатации трала, включающие плотность воды р, ее кинематическую вязкость V и скорость траления Vх;

• необходимое значение скорости потока воды у внутренней стороны сетной оболочки тралового мешка V из расчета минимально допустимого значения поля скоростей в конце V / Vx¡ (в зависимости от необходимости при проектировании);

• значение шага ячеи в траловом мешке а;

• значение диаметра нитки в траловом мешке d;

• значение количества ячей по верхнему основанию пласти тралового мешка п1;

• длину тралового мешка Ь .

Разработанный метод расчета конструктивных характеристик траловых мешков может быть представлен в виде алгоритма, предусматривающего выполнение следующих расчетных операций.

1. Задаем отношение Vx/(Розенштейн, Жуков, 2008).

2. Задаем значение посадочного коэффициента в поперечном сечении тралового мешка и с учетом заданного значения п1.

3. Определяем значение посадочного коэффициента и :

о'

Результаты и их обсуждение

(1)

4. Фиксируем количество ячей по длине тралового мешка т:

5. Находим значение сплошности тралового мешка (Розенштейн, 2000):

а 1

к =

(3)

а их • и у

6. Устанавливаем значение угла атаки меридиана канатно-сетной части трала а без учета тралового мешка (Розенштейн, 2000):

а0 = А(т, В, х)+ 110 • е.(р„ - 0,02),

(4)

где А(т, В,, х) — параметр, зависящий от безразмерных сил.

В зависимости от поставленной задачи (с использованием гидродинамических щитков или нет) определяем расчетную формулу для гидродинамического поля скоростей V / У^ (Розенштейн, Жуков, 2008). Данная зависимость имеет вид:

V /V = а • е

Нкх

(5)

где значения эмпирических коэффициентов й = /(^о), 5 = f(Fo) и Н выбираются по результатам опытов, приведенным в работе М.М. Розенштейна, В.П. Жукова (2008).

7. Задаем условие а0 > ах, тогда кх = ах/а0, или а0 < ах, тогда кх = а0/ах,

где а

0

угол атаки меридиана в сетной части трала, примыкающей к мешку, ах — угол атаки меридиана тралового мешка.

8. Из выбранной формулы гидродинамического поля скоростей Ух/ У^ определяем необходимое значение угла атаки ах меридиана оболочки тралового мешка (Розенштейн, Жуков, 2008):

(

ах =ао

(

Н

1п

1. V а к

/ /

(6)

9. Для выбранной Ро находим безразмерное удлинение 1х тралового

Ьп

мешка в зависимости от гидродинамического поля при условии (Розенштейн, Жуков, 2008)

V /V = с .12 - t•L +1

(7)

где значения эмпирических коэффициентов с = f(Fo), t = f(F) выбираются по результатам опытов, приведенным в работе М.М. Розенштейна, В.П. Жукова (2008):

/ =

2. с

(8)

10. Угол атаки сетной пласти тралового мешка определяется по формуле

(

ах = агсэт

а - ах 2.1

(9)

где d — диаметр основания тралового мешка; dx — диаметр сечения тралового мешка; I — длина сечения тралового мешка по его длине,

ё = I -2 -а ■п1 ■их /п ёх = I ■ 2 ■ а ■ п2х-ых /п I = 2 ■ а-т-и,

(10)

где I — количество пластей тралового мешка; п2 х — количество ячей по нижне-

му основанию пласти тралового мешка; тх ны тралового мешка.

С учетом тождества (10) запишем формулу (9) в виде:

количество ячей по длине пласти-

(

ах = агоэт

1- (П1 - П2х )

2-п ■ т„

\

(11)

11. Для сетной детали, имеющей оболочку вращения из работы М.М. Ро-зенштейна (2000), имеем:

ах = 7,4 +110- в~6'14 к -(Рх - 0,02). (12)

12. Запишем систему уравнений с учетом выражений (6) и (11), (11) и (12) и (8). Она решается относительно трех неизвестных конструктивных параметров тралового мешка: I, п2 х и тх:

агоэт

1- (п1 - П2х )__

2-п -тх д/Т

и

-а

1.ini к

7,4 +110- е-6,74 - К -(Рх - 0,02)-а„

т

т

— 1 —

2-с

!■ У.

=0

\\

//

У\

//

=0

=0

(13)

В системе уравнений (13) принято:

I и 2

Р=

(14)

2-п-(Сх + 0,5)

где Сх — цикл кроя сетной пластины тралового мешка (Розенштейн, 2000).

Заключение

На основании приведенного алгоритма расчета конструктивных характеристик тралового мешка для облова мезопелагических рыб следует определять:

— длину мешка;

— шаг ячеи с учетом размеров рыбы;

— диаметр основания и сечений тралового мешка;

у

— циклы кроя отдельных сетных пластин, из которых собран траловый мешок;

— обосновывать скорость буксировки трала.

Таким образом, использование приведенного алгоритма в проектной практике позволит обоснованно выбирать основные конструктивные характеристики мешков для тралов, предназначенных для облова мезопелагических (малоразмерных) рыб.

Список литературы

Белов В.А. Течение воды в тралах // Рыб. хоз-во. — 2002. — № 1. — С. 51-52.

Жуков В.П. Экономическое обоснование по организации промысла в исключительной экономической зоне Перу // Мат-лы Всерос. раб. совещ. "Освоение водных биоресурсов в Мировом океане". — М., 2005. — С. 50-52.

Розенштейн М.М. Механика орудий промышленного рыболовства : монография. — Калининград : КГТУ, 2000. — 364 с.

Розенштейн М.М., Жуков В.П. Экспериментальные исследования гидродинамического поля скоростей около траловых мешков // Изв. ТИНРО. — 2008. — Т. 154. — С. 324-335.

Поступила в редакцию 27.06.08 г.