О ТЕХНОЛОГИЯХ ЛЕСОСПЛАВА ПО РЕКАМ СЕВЕРА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

31.05.58 / Буглай Борис Мартынович. М., 1957. 356 с. Библиогр.: с. 346-356. т. 1-2.

3. Гончаров Н.А., Чубинская Т.В. Подготовка поверхности древесины к склеиванию./Деревообрабатывающая промышленность. №9, 1980, с. 4-5.

4. Янсон Э.Р. Влияние качества поверхности на процесс склеивания. -«Деревообрабатывающая промышленность», 1957, №6, с.9-11.

УДК 634.378

Рудная Н.С. студент магистратуры 1 курса Высшая инженерная школа Бендерук Т.Г. старший преподаватель кафедра «экономики и предпринимательства»

Коваленко С.В. старший преподаватель кафедра «инженерных конструкций, архитектуры и графики» научный руководитель: Перфильев П.Н., к.техн.н.

доцент

кафедра «технологии лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств» Северный (Арктический) Федеральный университет

имени М.В. Ломоносова Россия, г. Архангельск О ТЕХНОЛОГИЯХ ЛЕСОСПЛАВА ПО РЕКАМ СЕВЕРА Аннотация: В статье рассматриваются вопросы, касающиеся лесосплава по рекам Севера с использованием плоских сплоточных единиц (ПСЕ). Исследование гидродинамических характеристик линеек из ПСЕ дало возможность выполнить конструктивные разработки, используемые в технологии изготовления и транспортировки лесоматериалов в ПСЕ. Технологические параметры линеек из ПСЕ зависят от сложившихся конкретных условий.

Ключевые слова: лесосплав, плоская сплоточная единица, гидродинамическое сопротивление, скорость перемещения модели.

Rudnaya N.S. Master's degree student 1 course, Graduate school of engineering Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Russia, Arkhangelsk Benderuk T. G.

Senior lecturer of the Department of Economics and businesses» Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Russia, Arkhangelsk

Kovalenko S. V.

Senior lecturer of the Department of engineering structures

architectures and graphics» Northern (Arctic) Federal Universitynamed after M. V. Lomonosov

Russia, Arkhangelsk Supervisor: Perfiliev P.N. candidate of technical Sciences, associate Professor associate Professor of " technologies of logging and

woodworking industry» Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Russia, Arkhangelsk ABOUT TECHNOLOGIES OF TIMBER RAFTING ON THE RIVERS OF THE NORTH

Annotation:

The article deals with the issues related to the forest melt on the rivers of the North using flat raft units (PSU). The research of hydrodynamic characteristics of the lines from the PSE made it possible to perform design developments used in the technology of production and transportation of timber in the PSE. The technological parameters of the lines of the NFE depend on the specific conditions.

Keywords: rafting, flat raft unit, the hydrodynamic resistance, the speed of the model.

Освоение лесных ресурсов в последнее время значительно затруднено из-за удаленности лесосырьевых баз предприятий и плохо развитой транспортной сети. Запрет на молевой сплав по рекам Севера сделал недоступным использование многочисленных лесных массивов. Водный транспорт для транспортировки леса является наиболее экономным и экологически чистым, по сравнению с автомобильным [1,2]. При транспортировке леса пучковыми плотами следует учесть такой недостаток данного вида, как ограничение по глубине рек. Для решения данной проблемы на малых и средних реках с небольшими глубинами в период навигации можно использовать плоские сплоточные единицы (ПСЕ) конструкции АГТУ (Архангельского государственного технического университета) с осадкой 0,25...1,1 м и объемом от 6 до 40 м3.

Анализируя имеющуюся информацию по данному вопросу, касающуюся сплава плотов из линеек ПСЕ по рекам Севера, можно сказать, что внедрение данной технологии сдерживается ввиду отсутствия научного и технического обеспечения. Исследование гидродинамических характеристик линеек из ПСЕ даст возможность выполнить конструктивные разработки, используемые в технологии изготовления и транспортировки лесоматериалов в ПСЕ.

Экспериментальные исследования гидродинамических характеристик [3, с.44-51] линеек из ПСЕ проводились на моделях в масштабе 1:20 в

опытовом бассейне. Передача тяговых усилий осуществлялась с помощью трехкратной полиспастной системы.

Рис. 1 - Модель линеек из ПСЕ Буксировка моделей (созданной модели плота) осуществлялась при различных скоростях, соответствующих натурным 0,5.. .1,5 м/с. Перемещение модели фиксировалось датчиками на фотодиодах. Сигнал с датчика обрабатывался на ЭВМ и фиксировал скорость модели в зависимости от величины усилия букировки.

На основании полученных данных построен график зависимости гидродинамического сопротивления от скорости перемещения модели.

Расчет гидродинамического сопротивления проводился по формуле:

я = Г(уу, (1)

где Я - гидродинамическое сопротивление модели линейки из ПСЕ, V - скорость перемещения модели.

С помощью метода наименьших квадратов отклонений подобрана зависимость вида Я = ау2. Показатель точности экспериментальных значений составил 0,61%, что говорит о высокой точности измерений.

Все исследования выполнены при числах Фруда 0,022...0,128, следовательно, волновой составляющей сопротивления можно пренебречь, ввиду того, что она не оказывает существенного влияния на полное сопротивление.

Сопротивление формы, Я/ , определяется зависимостью

Яг = Я- Яг, (2)

где Я£ - сопротивление трению.

Сопротивление трению, Я£, определено зависимостью

Я< = С^ШУ2, (3)

где Ж - площадь смоченной поверхности модели; р - плотность воды;

сс - коэффициент сопротивления трению.

Площадь смоченной поверхности модели, определяется по

формуле:

Ш = (В + 2Т)Ь, (4)

где В - ширина модели;

Т - осадка модели; L - длина модели линейки ПСЕ.

Коэффициент сопротивления трению определяется зависимостью

с

Ь

4-2,5

1,89 +1,62^— К у

(5)

где ks - эквивалентная «песочная» шероховатость = 0,5 мм - для модели линейки из ПСЕ).

Величина силы сопротивления формы определяется зависимостью

где cf - коэффициент сопротивления формы.

Коэффициент сопротивления формы определяется экспериментально зависимостью

(6)

Я

с/ =

/

(7)

где 5 - площадь сечения модели линейки ПСЕ. График зависимости с^ = f представлен на рис. 2.

& 1,6

1,4 1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

■ * * * ♦ Ф

4 г г 1

% ♦ Л___ ГГТ $ А * * * Г*

-4-1 Г ♦ * £

$ ► СГ = 0,641 -0,032-

6 9

отношение Ь/В

12

15

Рис. 2. Зависимость между коэффициентом сопротивления формы сf и

отношением Ь/Б

Полученная экспериментальным путем зависимость с^ = 0,641 + 0,032- проверена по критерию Фишера на адекватность. Коэффициент корреляции составил гху = 0,67, зависимость линейная.

График зависимости с ъ = f представлен на рис. 3.

Выявленная зависимость с ¿ = 0,008- 0,0002- адекватна вычисленным значениям. Коэффициент корреляции составил гху = 0,88, следовательно, имеет место линейная зависимость.

Я г Е Й

Ж 1

г £

й =

э

0,00i> o7oos 0,007 0,006 0,005 0.00-t огооз 0,002 о,ош о

* i-

Г" —

** ГГ ^—__ * *

L

cf = о.ооа-о 0002-

6 9

ошошснис LfB

К

Ii

Рис. 3. Зависимость между коэффициентом сопротивления трению с? и

отношением Ь/Б

Таким образом, расчетная формула для определения полного сопротивления воды движению линеек из ПСЕ в натурных условиях имеет вид

R = (etL (B + 2T) + cf B T

(8)

Технологические параметры линеек из ПСЕ зависят от сложившихся конкретных условий: местоположения, глубины рек и др. Ширина линейки из ПСЕ ограничена шириной лесосплавного хода реки, осадка - не должна превышать глубины лесосплавного хода на 95%. Максимальная длина линейки рассчитывается из условия её одинарного изгиба на повороте от радиуса кривизны лесосплавного хода.

Использованные источники:

1. Митрофанов А.А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение [Текст]: монография / А.А.Митрофанов - Архангельск: изд-во АГТУ, 2007. - 492 с.: ил.

2. Митрофанов А.А. Научное обоснование и разработка экологически безопасного плотового лесосплава [Текст] / А.А.Митрофанов - Архангельск: изд-во АГТУ, 1999. - 268 с.: ил.

3. Перфильев П.Н. Исследования гидродинамических характеристик линеек из плоских сплоточных единиц [Текст]: / П.Н.Перфильев, А.А.Митрофанов -Архангельск: Изв.вузов, Лесной журнал, 2009, №1. - с.44-51.