CC BY
13
УДК 630*378.33
ВЫБОР БУКСИРОВЩИКА ДЛЯ САМОТОРМОЗЯЩИХСЯ ПЛОТОВ
В.В. Васильев
ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» [email protected]
Приведена методика расчета требуемой тяговой мощности буксировщика для транспортировки плотов с кормовыми тормозными секциями, особенность которой заключается в определении приведенного сопротивления плота двумя способами, при этом учитывается тормозная сила, создаваемая в процессе раздвижения задних секций при прохождении криволинейных участков реки.
Ключевые слова: буксировщик, мощность, плот, приведенное сопротивление плота, тормозная сила, секция.
Надежность и безопасность плотового сплава зависит от многих факторов, одними из которых являются своевременное проведение мелиоративных работ на реках, по которым будет производиться буксировка плота, оптимальный выбор габаритов плота с учетом минимальных размеров сплавного хода, а также правильный выбор судна, для буксировки плота.
Выбор буксировщика для плота является немаловажной задачей, правильность выполнения которой непосредственно будет влиять на весь процесс плотового сплава. В настоящее время выбор буксировщика производится в основном по двум критериям [1]:
- при обосновании выгодного плотового сплава и плотовых линий;
- при разработке расписаний для плотовой тяги.
В обоих случаях при выборе буксировщика необходимо учитывать соответствие разряда буксировщика классу водных путей, на которых он должен буксировать плоты, и соответствие габаритов
корпуса, особенно осадки габаритам сплавного хода. В речных условиях следует обращать особое внимание и на обеспечение управляемости судна, особенно в сложных условиях плавания. При этом для всех случаев буксировки необходимо установить потребную тяговую мощность буксировщика, с учетом вида плота и планируемой скорости его буксировки.
Тяговая мощность буксировщика для плотов обычной конструкции определяется по формуле [1]
г V
75
(1)
где гпл - приведенное сопротивление плота, (Н • с2)/м2;
V - скорость буксировки плота относительно течения реки, м/с.
Необходимо иметь в виду [1], что назначение скорости буксировки плота относительно воды связано с учетом, прежде всего таких факторов, как обеспечение управления плотом и срока доставки его в пункт назначения, выполнение плановых
показателей по производительности плотовой тяги и себестоимости перевозок. Для плотов, буксируемых по водохранилищам и озерам, кроме того, необходимо обеспечить возможность прохождения расстояния между плотоубежищами за период надежного прогноза.
При буксировке самотормозящегося плота с задними кормовыми тормозными секциями, в виду того, что его проводка по криволинейному участку реки производится с созданием тормозными секциями дополнительного сопротивления движению (растяжка плота), то для тяговой мощности буксировщика должно выполняться условие
К3 М> ^¿^ 3 г 75
(2)
где К3 - коэффициент запаса, равный 0,9; ¥т - сила торможения, создаваемая задними тормозными секциями, Н. Из неравенства (2) приведенное сопротивление плота рассчитывается двумя способами, и принимается наибольшее значение.
По первому способу расчетная формула приведенного сопротивления плота состоящего из пучков имеет вид [1]
Гпл =( 1$ + ( пв) ^ (3)
где / - коэффициент сопротивления трения, равный 0,45;
$ - смоченная поверхность плота, м2; р - коэффициент остаточного сопротивления, равный 75; Опе - площадь поперечного сечения, погруженного в воду, м2; g - ускорение свободного падения, м/с2.
Смоченная поверхность плота определяется по формуле [1]
$ = Ьпл (Бпл + 2Тт), (4)
где Ьпл - длина плота, м;
Бпл - ширина плота, м;
Тпл - осадка плота, м.
Площадь поперечного сечения, погруженного в воду, определяется из выражения [1]
=РБплТпл, (5)
где / - коэффициент, численное значение которого зависит от величины отношения ширины пучка Бпуч к его высоте Нпуч.
Б
При < 1,5 / = 0,8, а при
пуч
Б
пуч
Н
> 1,5 / = 0,95.
пуч
Для второго способа приведенное сопротивление плота определяется по формуле [2]
Гл =(Сш б0ьт + сбо )|,
(6)
где Сш - коэффициент общей шероховато-
>ш сти;
СБ - коэффициент вихревого сопротивления;
Ба - смоченный периметр плота, м; О - площадь лобового сопротивления,
м2;
3
р - плотность воды, кг/м . Коэффициент общей шероховатости рассчитывается по формуле [2]
Сш = 0,007Ьп
(7)
0,05
0,215+
Ь
Коэффициент вихревого сопротивления определяется из выражения [2]
Св = 1,18 + 0,0289 ^. (8)
Впл
Смоченный периметр определяется [2] равен
вп =^Ал. 1,5
= 0,785
Т Л 1 +1,35 пл
V
Я.
пуч у
1,35 Т"л
д
пуч
(9)
(10)
Площадь лобового сопротивления рассчитывается по формуле [2]
О = 0,84ВйлТйл. (11)
Максимальная тормозная сила из условия (2), создаваемая при раздвижении задних секций, рассчитывается следующим образом:
¥Т = 2^ 2^та,
(12)
где ^ - дополнительная площадь миделя, м2;
а - угол отклонения секции вовремя торможения, град.
Необходимо отметить, что сила ¥Т
не должна превышать допустимую силу по условию обеспечения прочности связей плота.
Дополнительная площадь миделя составит
П = 1щ к, (13)
где 1щ - длина щита, м; Ищ - осадка щита, м.
По окончанию расчета полученные результаты подставляются в условие (2) с учетом установленной тяговой мощности при-
нимаемого буксировщика для транспортировки самотормозящегося плот, если условие выполняется, то буксировщик принимается предложенной марки, а если нет, то следует воспользоваться более мощным буксировщиком, при этом для него должно выполняться условие (2).
Использование на практике предложенного принципа расчета требуемой тяговой мощности буксировщика для транспортировки самотормозящихся плотов с задними кормовыми тормозными секциями даст реальную возможность правильно подобрать буксировщик с требуемыми техническими характеристиками, который надежно и экономически эффективно будет осуществлять буксировку плота, как в нормальных, так и в сложных условиях плавания.
Выводы
1. Выбор буксировщика для транспортировки самотормозящегося плота с задними кормовыми тормозными секциями зависит от многих факторов, одним из которых является правильный подбор судна с требуемой тяговой мощностью, что обеспечит надежную буксировку плотов в сложных условиях плавания.
2. При определении требуемой тяговой мощности буксировщика, расчет приведенного сопротивления плота осуществляют двумя способами, и принимается наибольшее расчетное значение, при этом учитывается тормозная сила, которая создается в процессе раздвижения задних секций в момент прохождения криволинейных участков реки.
Библиографический список 2. Митрофанов А.А. Лесосплав. Но-
1. Борисов И.Г. Организация перево- вые технологии, научное и техническое
зок леса на внутренних водных путях. М.: обеспечение. Архангельск: Изд-во АГТУ,
Речной транспорт, 1959. 255 с. 2007. 492 с.
