CC BY
3
CALCULATION OF PARAMETERS OF TECHNICAL DEVICES FOR SINKERS
SALVAGE 1 2 Eruslanova P.A. , Kuznetsova Yu.A. (Russian Federation)
Email: Eruslanova582@scientifictext.ru
1Eruslanova Polina Andreevna - Master's Degree Student;
2Kuznetsova Yulia Anatolyevna - PhD in Engineering Sciences, Associate Professor, CIVIL ENGINEERING AND WATER SUPPLY DEPARTMENT, VOLGA STATE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, YOSHKAR-OLA
Abstract: devices for sinkers salvage, based on a system of air-filled shells, are considered. An algorithm for calculating geometric parameters of the shells is developed and automated in MathCad. To form the calculation algorithm, a system of differential equations was used that determine the shape of the shells. The automated calculation made it possible to determine the geometric parameters of the shells and illustrate them graphically. The diagram of the device for sinkers salvage is presented. The phases of the technological process of sinkers salvage have been developed.
Keywords: sinkers salvage, algorithm for calculating, air-filled shells, MathCad.
PАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОДЪЕМА
ТОПЛЯКА 12 Ерусланова П.А. , Кузнецова Ю.А. (Российская Федерация)
1Ерусланова Полина Андреевна - магистрант;
2Кузнецова Юлия Анатольевна - кандидат технических наук, доцент, кафедра строительных конструкций и водоснабжения, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола
Аннотация: рассмотрены устройства для подъема топляка на основе системы воздухонаполненных оболочек. Сформирован и автоматизирован в среде MathCad алгоритм расчета геометрических параметров оболочек. Для формирования алгоритма расчета использована система дифференциальных уравнений, определяющих форму оболочек. Автоматизированный расчет позволил определить геометрические параметры оболочек и проиллюстрировать их графически. Представлена схема устройства для подъема топляка. Разработаны фазы технологического процесса подъема топляка. Ключевые слова: подъем топляка, алгоритм расчета, воздухонаполненные оболочки, MathCad.
При строительстве гидростанций на реках Сибири работы по лесосводке и очистке лож водохранилищ не производились [3]. В итоге работы по сведению леса на гидротехнических объектах не были выполнены и миллионы кубометров древесины остались не сведенными.
В европейской части страны под затопление попали водоохранные леса, в частности, Чебоксарский гидроузел на Волге при формировании его водохранилища стал причиной потерь десяти тысяч гектаров подобных лесов. В этом случае погибла существенная доля деревьев на корню, а подготовленная к переработке срубленная древесина не была вывезена и затонула [4].
Следствием подобных процессов стали экологические нарушения состояния водных ресурсов в районах строительства гидроузлов. В настоящее время на поверхности водоемов находится большое количество древесного плавника, который, опускаясь на дно, образует массу топляка. В этой связи тема, связанная с исследованием сбора древесного плавника с акваторий верхних бьефов гидроузлов, носит актуальный характер.
Целью исследования является разработка средств сбора топляка на основе воздухонаполненных оболочек.
Рассмотрены устройства для подъема на технологическое судно, снабженное системой воздухонаполненных оболочек.
На рисунке (рис. 1) показана схема устройства для подъема топляка с помощью компрессора, расположенного на технологическом судне.
« 6
7
Ж
Рис. 1. Схема устройства для подъема топляка
В этом варианте применения системы воздухонаполненных оболочек 4 при подъеме топляка 1, погруженного под свободную поверхность водоема 2, на дно 3 погружаются оболочки 4 без заполнения воздухом. На технологическом судне 5, оснащенном кран-балкой 6, установлен компрессор 7. Канат с уложенным вдоль него воздушным шлангом 8 присоединен к оболочкам 4. Шланги обеспечивают подачу воздуха к каждой из оболочек.
Для подъема топляк 1 водолазом закрепляется за конец короткого каната 9, идущего от системы воздухонаполненных оболочек 4. При включении компрессора 7 оболочки 4 наполняются воздухом и всплывают, поднимая топляк 1 к поверхности.
Совокупное действие системы воздухонаполненных оболочек позволяет увеличивать и регулировать подъемную силу, относительная стоимость таких оболочек, выполненных из современных композитных материалов, позволяет существенно увеличить срок службы подобных средств подъема топляка и транспорта древесного плавника [1].
Фазы технологического процесса подъема топляка.
1. Закрепление нижнего свободного конца каната за поднимаемый объект водолазами-аквалангистами с помощью замка-утки.
2. Присоединение к верхнему концу каната воздухонаполненных оболочек.
3. Наполнение оболочек воздухом посредством шланга от компрессора, расположенного на технологическом судне.
4. После всплытия оболочек на поверхность акватории и отделения топляка от дна осуществляется транспортировка к берегу для извлечения из воды.
Для формирования алгоритма расчета использована система дифференциальных уравнений, определяющих форму оболочек [1].
Результирующая система уравнений равновесия:
<
где Т - усилие в оболочке; (, d(l - угол и его дифференциал; Р - давление на оболочку; ds - длина
конечного элемента оболочки.
Р da
В результате подстановок и сокращения можно получить уравнение оболочки — =-.
Т ds
Из второго исходного уравнения следует система:
dx = ds 8т(о); dy = ds со8(о);
da = Р ds.
Т
Ниже приводится решение системы приведенных дифференциальных уравнений в МаШСас! [2].
Вводим е качестве необходимого параметра конечную точку интервала решения:
3 := 2-тт
Р := ао
<
6 4
си»
2
2 4 6
В 2-7Г
Рис. 2. Результаты расчета геометрических характеристик оболочек
Таким образом, рассмотрена схема устройства для подъема топляка с помощью компрессора, расположенного на технологическом судне, который обеспечивает работу системы воздухонаполненных оболочек. Для формирования алгоритма расчета использована система дифференциальных уравнений, определяющих форму оболочек [1]. Система дифференциальных уравнений решена с помощью встроенных функций среды MathCad. В результате определены геометрические характеристики воздухонаполняемых оболочек.
Список литературы /References
1. Попцов А.Н., Зинов И.А. Технология подъема длинномерных предметов большого водоизмещения со дна водоема с использованием тканевых цилиндрических воздухонаполняемых оболочек // Интернет-журнал «Науковедение». Выпуск 6, 2013. 17 с.
2. Семененко М.Г. Математическое моделирование в MathCad. М.: Альтекс-А, 2003. 208 с.
3. Стафиевский А.В., Ромов Л.Я. Влияние Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса на окружающую среду // Гидротехническое строительство, 1994. № 4. С. 3-4.
4. Царев Е.М. Экологические проблемы водохранилищ образовавшихся на лесных территориях // Лесной вестник. МГУЛ, 2003. № 3. 121 с.
