CC BY
17
лизатора на аэродинамические и тепловые характеристики систем охлаждения микрофакельных горелочных устройств
Представлены данные численных исследований систем охлаждения микрофакельных горелочных устройств стабилизаторного типа. Выполнен анализ влияния ширины стабилизатора на эффективность системы охлаждения с обдувом внутренней торцевой поверхности стабилизатора плоской импактной струей. Приведены данные о тепловом состоянии стенок пилона и характеристик течения топлива во внутренней полости стабилизатора.
Ключевые слова: микрофакельное горелочное устройство, стабилизатор пламени, система охлаждения.
Fialko N.M., Prokopov V.G., Alyoshko S.O., Sherenkovsky Yu.V., Mera-nova N.M., Polozeko N.P., Maletska O.E. Effect of a stabilizer's width on aerodynamic and thermal characteristics of cooling system micro-flare burners
The data of numerical studies of cooling systems for micro-flare burners of stabilizer type are introduced. The analysis of the stabilizer's width influence on the cooling system efficiency with the stabilizer's inner end face blowing-off by a plane impact jet is performed. The data on thermal state of the burner device and gas flow characteristics in the stabilizer inner cavity are represented.
Keywords: micro-flare burners, flame stabilizer, cooling system.
УДК 630.31:658.011.51 Ст наук. ствроб. В.Л. Коржов, канд. техн. наук;
ст наук. ствроб. В.С. Кудра; мол. наук. ствроб. П.М. Кузик -УкрНДЫрлк т. П. С. Пастернака, м. 1вано-Франтвськ
Л1С1ВНИЧО-ЕКОЛОГ1ЧНА ЕФЕКТИВН1СТЬ ЗАСТОСУВАННЯ КОЛ1СНОГО ТРЕЛЮВАЛЬНОГО ТРАКТОРА И5М-8055 НА ПРСЬКШ Л1СОЗАГОТ1ВЛ1
Представлено результати дослщжень з оцшювання впливу лiсозаготiвлi iз зас-тосуванням колюного трелювального трактора Ы8М-8058 на шдрют i Грунт. Досл> дження проведено на п'яти дослщних дшянках, розташованих в Укра!нських Карпатах. У разi використання Ы8М-8058, в середньому, збережено 77,5 % шдросту, наяв-ного на позаволокових донках. На цих донках збереглося непорушеною до 86,1 % площг Глибок порушення (понад 6 см) наявш на 3 % площг Трелювальш волоки займають 6,0 % площi люосж, що в 1,3-2,3 раза менше, шж у разi застосування гусеничних тракторiв в аналопчних умовах.
Ключовг слова: прсьга люозаго^вл^ суцшьш рубання, колюний трелювальний трактор, л^вничо-еколопчна ефектившсть
Вступ. Серед основних завдань ефективного ведення люового госпо-дарства в прських люах е застосування природоощадних метод1в загот1вл1 1 використання деревини як еколопчно безпечно! 1 вщновлювано! сировини. Одним 1з шлях1в виршення цього завдання е запровадження технолопчних процешв люозагопвель, що базуються на використанш систем люових машин, що забезпечують мшмальний вплив на навколишне середовище, маши-шзащю робгг, високу продуктившсть пращ 1 яюсть одержуваних люоматерь ал1в [1-3]. Тому люов1 тдприемства прських репошв Укра1ни проводять ак-тивш оргашзацшно-техшчш роботи, спрямоваш на застосування сучасно! техшки на люозагопвлях. Одними з таких техшчних засоб1в е колют трелю-
вальнi трактори, яю виготовляе нiмецька компанiя Hohenloher SpezialMaschinenbau GmbH & Co. KG (HSM). Останшм часом в сершне виробниц-тво запущено нову модифжащю трелювального трактора - HSM-805S, який призначений, насамперед, для роботи з великомiрною деревиною, зокрема в умовах прсь^ мiсцевостi [2]. Як i бiльшiсть машин компанiï HSM, цей трактор оснащений потужним i надшним двигуном IVECO Common Rail Turbo потужшстю 104 кВт (141 к.с.). При цьому пдростатична трансмiсiя дае змогу створювати бшьш потужне тягове зусилля, нiж у машин з мехашчною тран-смiсiею. За технологiчне обладнання слугуе сершна 2-х барабанна трелю-вальна лебщка ADLER HY-20-0 (2*100kN) з тяговим зусиллям на барабаш 10 т. Канатомютюсть кожного барабану становить 100 м за дiаметра каната 14 мм. Вага сершжо! моделi HSM - 805S становить 9300 кг, яка розподь ляеться в такш пропорцп: на передню частину - 60 % i задню - 40 %. Високо-якiснi шини великого дiаметра дають змогу легко долати ями, пш i лежачi дерева. Як додаткова опщя, можливе оснащення трактора засобами радюуправ-лiння лебiдками i його рухом [4, 5]. Загальний вигляд i параметри трелювального трактора HSM - 805S представлено на рис. 1.
2950
Рис. 1. Загальний вигляд i параметри колесного трелювального трактора HSM - 805S
Об'екти i методика дослщжень. Польовi дослщження проводили в державному тдприемст "Славське лiсове господарство" на люосжах су-цiльного рубання, де в 2011-2012 роках загопвлю деревини здшснювали з використанням HSM - 805S. Об'екти дослщжень розташоваш в ялинових ль
сах на схилах с^мкютю до 25-27 градушв. Насадження, призначет для ру-бання, характеризувалися 11а i II класом боттету, повнотою 0,7-0,8 i запасом 440-580 м3/га. Загалом, на люосжах переважала ялина з часткою у складi де-ревостану кiлькiстю 7-10 одиниць. Визначення лiсiвничо-екологiчноl ефек-тивност полягало у встановленнi величини впливу колюного трактора HSM - 805S на основт компоненти лiсового середовища: пiдрiст i Грунт. При цьому застосовували методи дослiджень, про яю йтиметься далi
Дослiдження iз встановлення пошкодження пiдростy та Грунту у про-цесi рубання проводили на трьох лшях, розташованих упоперек схилу у нижнiй, середнiй та верхнт частинах зрубу. На кожнiй лтп закладали 1525 облiкових площадок розмiром 2x2 м, розташованих на вiддалi 6 м одна вщ одно1. Кiлькiсть пiдростy на дшянках визначали шляхом перелiкy його на об-лiкових площадках та переведення на 1 га площь Шд час оцiнювання природного поновлення на площадках встановлювали його висотну структуру, густоту, розподш по площi (трапляння), стан та стутнь збереження. За висо-тою пiдрiст всiх порiд подiлявся на таю групи: дрiбний - до 0,5 м; середнт -0,6-1,5 м та великий - 1,5-2,5 м. Молодняк висотою - 2,6-5,0 м i дiаметром до 6 см, який тдлягае збереженню, враховували разом з великим пiдростом.
За ступенем пошкодження тдрют подiлявся на непошкоджений, слабо та сильно пошкоджений i знищений. До непошкодженого тдросту вiдносили пiдрiст без ознак травмування. До слабких пошкоджень вiдносили таю, що не призведуть до ютотного зниження життeдiяльностi особин, а в майбутньому -до зниження техшчно! якостi дерев: обшморгування крони менше 1/3 ll дов-жини й обдирання кори стовбурця шириною менше 20 % його дiаметра. До сильно пошкоджених вщносили особини, у яких пошкодження можуть спри-чинювали порушення 1х життeдiяльностi iз ютотною ймовiрнiстю загибелi, або вад, що в майбутньому можуть призвести до формування дров'яних стов-бyрiв: обшморгування крони понад 1/3 ll довжини, обдирання кори стовбурця шириною бшьше шж 20 % по його периметру, злам верхiвки i частковий вщ-рив коренево1 системи. Знищений тдрют включав особини iз зламаним стов-бурцем або повним вщривом коренево1 системи.
За розподiлом по площi природне поновлення, залежно вщ зyстрiч-ностi, подiляли на 4 категорп: рiвномiрний розподiл - трапляння понад 81 %, вiдносно-рiвномiрний - 61-80 %, нерiвномiрний - трапляння 40-60 %, групо-вий (не менше 10 особин дрiбних i 5 особин середнiх та великих екземплярiв життездатного i зiмкненого тдросту). Шд траплянням сходiв i тдросту прийнято вважати вщношення кiлькостi площадок з особинами головних та господарсько щнних порщ до загально1 юлькосп облiкових площадок на пробнiй площ^ виражене у вiдсотках [6-9].
З метою встановлення пошкодження Грунту на пробних площадках фжсували стан поверхнi Грунту з розподшом з певними категорiями. При цьому використовували методичнi пiдходи, викладенi в [10-12]. Параметри трелювальних волокiв i частка площi, яку вони займають на зрубах, визначали iз застосуванням геоiнформацiйноl системи Field-Map та приладу GPS ("Magellan Triton 2000").
Результати дослщження. На основi польових дослiджень, анашзу й оброблення отриманих даних встановлет показники, що характеризують на-явтсть, породний склад i ступiнь пошкодження пiдросту, а також стан повер-хнi грунту на зрубах. К^м цього, визначено характеристики тракторних во-локiв. Iнформацiю про породний склад та наявтсть пiдросту на обстежених дшянках представлено в табл. 1.
Табл. 1. Наявшсть та породний склад природного поновлення на зрубах
№ д1лянки Всього тдросту, тис. шт./га В т.ч. кшькшть пвдросту за породами, тис. шт./га
бук ялина ялиця яв1р береза (тополя) верба горобина
1 8,7 0,3 5,2 0,7 0,3 0,4 0,2 1,6
2 7,8 - 1,4 4,9 0,7 0,1 - 0,7
3 11,3 0,4 0,8 0,7 2,4 0,6(5,4) 0,1 0,9
4 2,3 - 0,1 0,1 1,7 0,3 0,1
5 7,5 0,3 5,5 0,2 0,5 - 0,2 0,8
Середне зва-жене значения 8,8 0,2 1,7 2,2 1,4 2,4 0,1 0,8
% 100,0 2,3 19,3 25,0 15,9 27,3 1,1 9,1
Як видно з табл. 1, на зрубах, в середньому, нашчувалося 8,8 тис. шт./га тдросту, який цшком вщповщае породному складу деревостану, який вщведено для рубання. Частка головно! типоутворювально! породи - ялини становить 19,3 % вщ загально! кiлькостi пiдросту. Ще четверту частину природного поновлення формуе ялиця i лише 2,3 % - бук. На кожнш з дшянок присутнiй явiр (вiд 0,3 до 2,4 тис. шт./га) та iншi другорядт породи (верба, горобина) - в середньому до 1,0 тис. шт./га. Трапляння тдросту деревних по-рщ змшюеться вiд 43 % (дшянка 4) до 83 % (дшянка 3). Усередненi показники висотно! структури деревних видiв на зрубах представлено на рис. 2.
др1бний середшй великий Категорп тдросту
Рис. 2. Розподт природного поновлення за категорiями висот
Загалом, можна зазначити, що природне поновлення на зрубах досить рщке, за винятком дшянки № 3, де його нараховуеться 11,3 тис. шт./га. Варто зазначити, що наявна тут кшьюсть тдросту зумовлена переважанням друго-рядних порщ (тополя, верба, горобина), як з'явилися вже пiсля рубання.
Рют пiдросту до певно! мiри визначають грунтовi умови, якi на досль джуваних об'ектах характеризуються малопотужними грунтами з виходом на поверхню щебеню i валунiв. Навiть висаджет на цих дiлянках культури ялини, ялищ i бука в багатьох випадках всохли або знаходяться на стади всихан-ня. Характер стану наявного тдросту шсля проведення люошчних робiт
представлено в табл. 2. При цьому варто зазначити, що польовi роботи з виз-начення показникiв пошкодження шдросту проведенi тiльки на тих донках, де його було достатня кшьюсть i де чiтко простежувалася пошкоджувашсть в процесi лiсосiчних робiт.
Табл. 2. Стан природного поновлення на зрубах
№ дшянки Всього шд- З них пош- Зокрема за категоршми
росту, тис. коджено, пошкоджень, %
шт./га тис. шт./га слабо сильно знищено
1 8,7 1,7 35,3 29,4 35,3
2 7,8 2,0 20,0 50,0 30,0
5 7,5 1,0 50,0 50,0 -
Середне зважене значения 8,0 1,8 26,2 45,4 28,4
Дослщженнями встановлено, що за середньо'' чисельност пiдросту на вказаних дшянках 8,0 тис. шт./га пошкоджено 1,8 тис. шт./га, або 22,5 %. При цьому слабкi пошкодження мае 26,2 %, а сильно травмовано майже половину (45,4 %) вщ пошкодженого пiдросту. Значну частину (28,4 %) природного поновлення знищено в процесi звалювання i трелювання. Щодо характеру пош-коджень, то 55,6 % становлять травми стовбурщв. Сюди вiднесено злами вер-хiвок i самого стовбурця, а також безпосередньо його ушкодження у виглядi обдирань i подряпин. Досить значний вщсоток становлять ушкодження (об-шморгування) крони (27,8 %), що особливо характерно для середнього та великого шдросту. Пошкодження корешв, тобто 1'х частковий або повний вщ-рив, характернi для 16,6 % особин (рис. 3).
Рис. 3. Стутнь пошкодження рiзних частин шдросту
Одним з негативних факторiв шд час застосування будь-якого виду наземного транспорту на прських люозаго^влях е потреба у попередньому влаштуванш первинних шляхiв транспортування деревини - волоюв. При цьому досить часто доводиться здшснювати поперечнi грунтовi врiзи на схи-лах гiр, що займають значнi площi, особливо на стрiмких схилах. Показники, якi характеризують мережу тракторних волокiв на обстежених лiсосiках, представлено в табл. 3.
У разi застосування трактора ШМ-8058 трелювальнi волоки займають значно меншу частину плошд тсоЫки (близько 6,0 %), порiвняно iз зас-тосуванням гусеничних тракторiв [13]. Цьому, певною мiрою, сприяе наяв-нiсть двохбарабанно'' лебiдки, що дае змогу пiдтягувати деревину на вщстат до 100 м. У середньому, обсяг експлуатацшно! ерози на волоках становив 192 м /га, що також менше, шж у разi трелювання гусеничними тракторами.
Позитивним моментом оргашзацп лiсосiчних робiт на базi згаданого трактора можна вважати те, що на переважнiй бшьшост обстежених лiсосiк трак-торнi волоки укршлювалися порубковими рештками, тому видимих еро-зiйних явищ на них не спостер^аеться.
№ дшянки Кшьюсть волоюв, шт. Частка пло-щ1 тд волоками, % Середт параметри волокв Обсяг ерозп на волоках, м3/га
протяжнсть, пог. м/га ширина, м глиби-на, м
1 1 5,9 187 3,2 0,20 119
2 4 3,0 77 3,8 0,25 73
3 6 8,9 251 3,4 0,38 324
4 2 6,5 208 3,3 0,43 290
5 1 5,6 160 3,5 0,50 280
Середне зважене значения - 6,0 171 3,5 0,32 192
У процесi дослщжень також визначено показники стану Грунтово! по-верхнi на позаволокових дшянках зрубiв. Стан Грунту на них в розрiзi катего-рiй пошкоджень наведено в табл. 4.
Табл. 4. Стан поверхш фунту на зрубах
№ дшянки Не порушена, % Категорiя стану Грунтово! поверхш, %
мiиералiзова-на до 5 см пошкодження глибиною, см наноси
6-10 бшьше 10
1 96,2 3,8 - - -
2 81,4 8,3 2,9 3,7 3,7
3 86,0 14,0 - - -
4 89,0 11,0 - - -
5 94,2 5,2 - - -
Середне зважене значення 86,1 10,0 1,1 1,4 1,4
Характерно, що на обстежених дшянках мiж волоками ютотних пору-шень Грунту не зафiксовано, що свщчить про вiдсутнiсть традицiйних для гусеничного трелювання частих заlздiв для збирання пакетiв деревини. Цьому, певною мiрою, сприяла конфiгурацiя люосж, якi мали вузьку довгасту форму, що давало змогу шдтягувати деревину до волоку без з'!зду з нього трактора. Даш, представлен в табл. 4, показують, що на позаволокових дiлянках збереглося непорушеною до 86,1 % площi зрубу. Мiнералiзованi дiлянки (10,0 %) зосередженi переважно бiля волокiв i являють собою мiсця, на яких шдстилка i гумусовий шар Грунту перемшаш на глибину до 5 см. Глибою порушення (бiльше 6 см) займають дуже незначну площу - до 3 % i не ста-новлять загрози для розвитку водно-ерозiйних процесiв, оскiльки Грунти на обстежених зрубах малопотужнi щебенисп i мають високу водопоглинальну здатшсть. Трав'яний покрив щiльнiстю 0,4-0,75, представлений ожиною, малиною i осоковими видами, також значною мiрою перешкоджае виникненню i прогресуванню водно! ерозп Грунтiв.
Висновки. Результати проведених дослщжень пiдтверджують можли-вють ефективного застосування колiсного трелювального трактора HSM-805S на гiрських люозагопвлях. Його використання характеризуеться кращи-ми показниками лiсiвничо-екологiчноl ефективностi порiвняно i3 застосову-ваними в Укра1нських Карпатах способами наземного трелювання. Наявнють двох лебщок i 1х велика канатомютюсть дае змогу пiдтягувати деревину без додаткових заlздiв на позаволоковi дшянки, що iстотно зменшуе вплив на тдрют i Грунт. Позитивним моментом е можливють збереження високого вщсотка неушкоджено1 Грунтово1 поверхнi i зменшення необхщно! кiлькостi волоюв, звичайно, за умови рацюнально сплановано1 1х мережш. Зниженню об'емiв водно1 ерозп Грунту також сприяе змщнення волокiв люошчними за-лишками, що для малопотужних лiсових Грунтiв е особливо важливим.
Л1тература
1. Полякова Л.В. Карпатська конвенщя. Для лгав Карпат узгоджено напрями розвитку / Л.В. Полякова // Люовий i мисливський журнал. - 2011. - № 3. - С. 2-3.
2. Коржов В.Л. Современные тенденции машинизации лесозаготовок / В.Л. Коржов // Оборудование и инструмент для профессионалов. - 2008. - № 1. - С. 68-70.
3. Коржов В.Л. Вдосконалення люокористування як фактор запоб1гання кл1матичних змш / В.Л. Коржов // Науков1 пращ Лгавничо! академи наук Укра1ни : зб. наук. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2011. - Вип. 9. - С. 189 -193.
4. Профессиональная лесозаготовительная техника HSM. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.derevo.info/-ews/detail/5694.
5. Новый трелевочный трактор HSM 805S. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.derevo.info/news/detail/5956.
6. Побединский А.В. Лесоводственно-экологическая оценка влияния лесозаготовительной техники на почвенно-растительный покров / А.В. Побединский // Лесное хозяйство : журнал. - 1995. - № 3. - С. 30-33.
7. Инструкция по сохранению подроста и молодняка хозяйственно ценных пород при разработке лесосек и приемке от лесозаготовителей вырубок с проведенными мероприятиями по восстановлению леса / утв. Гослесхозом СССР. - М. : Изд-во "Гослесхоз СССР", 1984. - 24 с.
8. Кудра В.С. Зустр1чшсть шдросту як показник усшшносп вщновлення люу / В.С. Куд-ра // Матер1али м1жнародно! ювшейно! науково! конференций присвячено! 75-ти р1ччю ¡з дня заснування УкрНД1ЛГА, 30-31 березня 2005 р. - Харгав : Вид-во УкрНД1ЛГА, 2005. - С. 142-145.
9. Парпан В.И. Рекомендации по совершенствованию лесовосстановления в дубовых и буковых лесах Карпат при современных способах рубок и технологии лесозаготовок / В.И. Парпан, Г.М. Маковский. - Ивано-Франковск, 1988. - 16 с.
10. Молотков П.И. Буковые леса и хозяйство в них : монография / П.И. Молотков. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1966. - 224 с.
11. Поляков А.Ф. Влияние главных рубок на почвенно-защитные свойства буковых лесов : монография / А.Ф. Поляков. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1965. - 174 с.
12. Олшник В.С. Класифжащя пошкоджень Грунту тд час люозагствель в Карпатах / В.С. Олшник // Науковий вюник Чершвецького ушверситету : зб. наук. праць. - Чершвщ : Вид-во "Буковина", 1998. - С. 13-20.
13. Коржов В.Л. Дослщження лгавничо-еколопчно! ефективносп тракторного трелювання в прських люах / В.Л. Коржов, В.С. Кудра, Р.М. Вггер // Люове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловють : м1жвщомч. наук.-техн. зб. - Льв1в : Вид-во НЛТУ Укра!ни. - 2006. - Вип. 30. - С. 49-54.
Коржов В.Л., Кудра В.С., Кузык П.М. Лесоводственно-экологичес-кая эффективность применения колесного трелевочного трактора HSM-805S на горных лесозаготовках
Представлены результаты исследований по оценке влияния лесозаготовок с применением колесного трелевочного трактора HSM-805S на подрост и грунт. Исследования проведены на пяти опытных участках, расположенных в Украинских Карпатах. При использовании HSM-805S, в среднем, сохранено 77,5 % подроста, имеющегося на вневолоковых участках. На этих участках сохранилось ненарушенной до 86,1 % площади. Глубокие повреждения (более 6 см) имеются на 3 % площади. Трелевочные волоки занимают 6,0 % площади лесосек, что в 1,3-2,3 раза меньше, чем при применении гусеничных тракторов в аналогичных условиях.
Ключевые слова: горные лесозаготовки, сплошные рубки, колесный трелевочный трактор, лесоводственно-экологическая эффективность.
Korzhov V.L., Kudra V.S., Kuzyk P.M. Silvicultural-ecological efficiency for using wheel skidding tractor HSM-805s at a mountain logging
The results of studies on the impact of logging using a wheeled skidder HSM-805S on the undergrowth and soil are presented. The studies were conducted in five research sites in the Ukrainian Carpathians. On average, 77,5 % of the undergrowth outside portages was preserved when using the HSM-805S skidder. Up to 86,1 %o of the area remained intact at these sites, while only 3 %o of the area has undergone significant damage (deeper than 6 cm). The portages occupy 6,0 %o of the logging areas, which is 1,3-2,3 times less than while using track tractors under the same conditions.
Keywords: mountain logging, clear-cutting, wheeled skidder, silvicultural and ecological efficiency.
УДК 674.023.0 Доц. М.М. Копанський, канд. техн. наук; доц. Р.Г. Салабай, канд. техн. наук; доц. Р.О. Козак, канд. техн. наук - НЛТУ Украши, м. Львiв
ОСОБЛИВОСТ1 ЗАСТОСУВАННЯ ДИСКОВИХ НОЖ1В 13 СПЕЦ1АЛЬНИМ КОМПЕНСУВАЛЬНИМ ПРИСТРОЁМ ДЛЯ РОЗКРОЮВАННЯ ДЕРЕВИННИХ ЛИСТОВИХ МАТЕР1АЛ1В
Розкрито суть та особливост nepe6iry процесу pÎ3aHrn деревинних листових MarepiaaÎB дисковими ножами. Запропоновано спещальний пристрш для компенсаци напружень, що виникають на крайщ розкроюваного мaтерiaлу шд час його под^ дисковими ножами, що дае змогу мiнiмiзувaти зумовлеш ними деформаци та покра-щити ягасш показники процесу рiзaння.
Ключовг слова: волокниста плита, дисковi нож^ режими розкроювання, безстружкове рiзaння, технолопчш параметри, енерго-, ресурсоощадш технологи.
Вступ. З огляду на зростакт потреби в продукцп деревообробно! промисловосп, тдвищення вимог щодо ïï якосп та вартосп, тдвищення р1в-ня автоматизацп ïï виробництва постае необхщтсть у постшному вдоскона-ленш р1зальних шструменпв, умов ïх експлуатацп, а також зменшент затрат на ïх шдготовлення до роботи.
Упродовж остантх роюв штенсивно проводять дослщження безвщ-ходних способ1в р1зання деревини i деревинних матер1ал1в, спрямованих на розроблення науково обгрунтованих практичних рекомендацш щодо оптимь зaцiï геометричних пaрaметрiв iнструментa, а також технолопчних парамет-рiв режимiв рiзaння.
Постановка проблеми. У деревообробнш промисловостi з деревинних листових мaтерiaлiв найширшого використання набули волокнистi пли-ти. ïх форматне обрiзувaння та розкрiй здiйснюють, здебiльшого, круглими
