CC BY
8УДК 629.12.532
Составлено дифференциальное уравнение вынужденных колебаний бонового заграждения. Приведён пример расчёта вынужденных колебаний.
Локализацию разлива нефти в акватории порта или на реке можно проводить с помощью боновых заграждений. Для этого используются надувные боны, боны постоянной плавучести или рукава, наполненные сорбентом. Наличие течения или волнения может снизить эффективность бонового заграждения, которая зависит как от его параметров, так и от характеристик волнения. Определение характеристик колебаний бонового заграждения на регулярном волнении необходимо для оценки его эффективности.
Рассмотрим боновое заграждение, которое подвержено воздействию регулярного волнения. Набегающий поток создает давление, которое приводит к прогибу бонового заграждения в горизонтальной плоскости и к появлению натяжения в несущем тросе. Для случая малой кривизны, то есть когда стрелка прогиба значительно меньше длины бонового заграждения, можно принять, что давление распределено по пролету. При этом считаем набегающий поток однородным, а давление равномерно распределенным.
Выделим малый элемент по длине бонового заграждения. Примем систему координат Оху2. оси которой Х1Л у лежат в горизонтальной плоскости, совпадающей со свободной поверхностью жидкости, а ось г направлена вниз по местной вертикали. Система отсчета считается инерциальной. Ось х проходит через точки закрепления концов бонового заграждения. Вертикальное перемещение м> центра тяжести произвольного сечения определяется относительно уровня свободной поверхности жидкости.
Для малых колебаний можно принять, что натяжение несущего троса во всех его точках и в любой момент времени будет одинаково. На выделенный элемент действуют силы тяжести, плавучести, сопротивлений, натяжения несущего троса, а также возмущающие силы. Вертикальные колебания бонового заграждения представим в виде
где ЦГ^х) -нормальные функции, определяемые в соответствии с условиями закрепления концов бонового заграждения; <р/0~ функции времени, которые подлежат определению.
Рассмотрим случай, когда боновое заграждение расположено «лагом» к набегающему регулярному волнению. Воспользуемся общим уравнением динамики для определения этих функций времени. Определяя виртуальную работу действующих сил, а также сил инерции, после преобразований получаем дифференциальное уравнение
где Г1 - приведённая полувысота волны.
Учитывая условия закрепления концов бонового заграждения, а также решение уравнения (2), приходим к выражению для определения колебаний бонового заграждения на регулярном волнении
(1)
ср . +2уф. +еь ф; = г {(о.)2 - Дт'а2)созаг-2устзта^},
(2)
(3)
Здесь величины ^и определяются с учетом как параметров бонового заграждения, так и характеристик волнения.
В качестве примера приведена форма бонового заграждения при вертикальных изгибных колебаниях на регулярном волнении А = 0,2 м (рис. 1) и А = 0,5 м (рис. 2).
.Боновая здарйВДёнив;
Рис. 1. Форма бонового заграждения при вертикальных изгибных колебаниях на регулярном волнении /; = 0,2 М
Рис. 2. Форма бонового заграждения при вертикальных изгибных колебаниях на регулярном волнении Ь = 0,5 м
Анализ результатов расчёта вертикальных изгибных колебаний бонового заграждения на регулярном волнении показывает, что форма бонового заграждения зависит от высоты набегающей волны. В отдельных сечениях вертикальные перемещения соизмеримы с высотой волны, что предопределяет возможность пропуска нефтяного пятна боновым заграждением.
Список литературы
[1] Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. - М.: Наука, 1967. - 444 с.
[2] Справочник по теории корабля. - Т. 2. Статика судов. Качка судов. - Л.: Судостроение, 1985.-440 с.
[3] Этин В.Л., Милова И.И. Колебания бонового заграждения на тихой воде. - Материалы научно-практической конференции «Проблемы повышения эффективности функционирования и развития транспорта Поволжья », ч. 1Н. Новгород: ВГАВТ, 2003. - С. 184-187.
VIBRATION OF HARBOR BOOM ON REGULAR DISTURBANCE
I. I. Milova
The differential equation of the compelled vibrations of harbor boom is made. The example of the calculation of the compelled vibrations is given.
УДК 656.624.073.235
В. С. Наумов, д. т. н., профессор, академик РАТ.
И. Б. Гредасова, аспирант, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ПРОБЛЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ УТИЛИЗАЦИИ РЕЧНЫХ СУДОВ
В статье рассмотрено состояние проблемы обеспечения экологической безопасности при
утилизации речных судов с учетом зарубежного и отечественного опыта ее решения.
Современный этап реализации концепции устойчивого развития характеризуется стремлением к экологичности производственных процессов на всех этапах жизненного цикла различных продукционных систем [1]. Причем все большее внимание уделяется заключительной фазе жизненного цикла изделий - утилизации, которая отличается не только значительным воздействием на окружающую среду (ОС), но и является источником вторичных ресурсов. Решением этих вопросов, применительно к судоходству, постоянно занимается Международная Морская Организация (ИМО), уделяя при этом значительное внимание вопросам охраны ОС и ресурсосбережения [2].
Актуальность проблемы утилизации судов в нашей стране обусловлена тем, что спад промышленного производства в России в конце 20-го века привел к резкому сокращению внутренних перевозок, поэтому около 7500 судов остались невостребованными судоходством, а места их хранения превратились в «кладбища» судов [3]. Для решения этого вопроса в федеральной целевой программе «Модернизация транспортной системы РФ» специально разработаны меры по очистке водоемов от затонувших судов и плавсредств и их утилизации. Общий объем финансирования этих работ из бюджетов различных уровней составляет 360 млн. руб [4].
Обследование выведенных из эксплуатации судов, выполненное Волжской государственной академией водного транспорта совместно с Российским Речным Регистром показало, что в настоящее время в Российской Федерации насчитывается около 3000 единиц отходов в виде судов [3]. Эксплуатационное назначение, состав и особенности насыщения корпуса, надстроек и рубок основных типов судов, подлежащих утилизации представлены в таблице.
