Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Физическое моделирование орудий лова⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 15
Геометрическое, статическое, кинематическое и динамическое подобие. При геометрическом подобии необходимо соблюдать постоянным лишь один масштаб линейных размеров Сl=lM/lH. Дополнительным условием (критерием) геометрического подобия является равенство всех углов (a) между соответствующими линиями на модели и натуре, т. е. a = idem. (4.35) Статическое подобие имеет место, если при моделировании обеспечено постоянство масштабов линейных размеров Cl и масштабов действующих сил CR=RM/RH Необходимо, чтобы внешние силы, приложенные к геометрически подобным модели и натуре, были одинаково ориентированы относительно осей координат. Условие aM = aH при этом также должно выполняться. В некоторых случаях статического подобия масштабы С l и CR между собой не связаны и могут выбираться произвольно. Единственным критерием подобия является условие (6.1). Такое положение имеет место при рассмотрении форм равновесия гибких систем и их моделей без учета удлинения. В других случаях статического моделирования требуется выполнение дополнительных условий и масштабы С l и CR оказываются зависимыми между собой. Форма этой связи определяется исходя из природы действующих сил исоответствующих физических законов. Так, если моделируются силы плавучести или веса оснастки подбор орудий лова, то упомянутая связь имеет вид: (4.36) PH=VH(gH-gC.H) PМ=VМ(gМ- gC.М) где gМ — объемный вес материала деталей оснастки модели; gH — объемный вес материала деталей оснастки натуры; gC.М — объемный вес среды, в которой осуществляется моделирование; gC.H — объемный вес натурной среды (воды). При моделировании процесса растяжения гибкой нити критерием подобия является e=idem. Связь между масштабами С l и CR будет различной в зависимости от свойств материала нити. Так, если растяжение нити происходит по закону Гука, то CR = Cl2EM/EH. (4.37) Соотношения статического подобия широко используются для решения задач промышленного рыболовства. К их числу, например, относится определение элементов гибкой нити, ее натяжения и реакций в точках закрепления. В соответствии с материалами главы 3 такие задачи решаются аналитически, однако в более сложных ситуациях, когда нагрузка распределена неравномерно по длине нити или когда требуется получить решение при перемещении точек подвеса, целесообразно применить метод статического моделирования.
С этой целью гибкая нить раскрепляется на вертикальном щите. Так как растяжение нити практически отсутствует, то необходимым и достаточным условием подобия является соблюдение постоянства значений двух масштабов Сs и CR, не связанных между собой. Результаты таких опытов могут быть использованы для определения реакций в точках закрепления полоски сети, находящейся под действием сил тяжести и сопротивления. На основе пересчета данных опытов с гибкой нитью построены графики, приведенные в приложении 19 [1]. С их помощью рассчитываются горизонтальные (R1, R2) и вертикальные (Т1, Т2) составляющие реакции в точках закрепления сети в зависимости от соотношения внешних сил (Q/R) и геометрических характеристик сети (H/S). На статическом подобии базируется метод механической имитации, представляющий собой разновидность известногометода механической аналогии. Подобие называется кинематическим, когда сохранены постоянными значения масштаба линейных размеров Cl и времени Сt. В некоторых случаях соблюдение этого условия является достаточным, чтобы системы были кинематически подобными, и потому взаимосвязь между масштабами Cl и Ct отсутствует. Примером может служить движение двух подобных шатунно-кривошипных механизмов. В большинстве же случаев постоянство значений масштабов Cl и Ct не является достаточным для обеспечения подобия. Необходимо выполнение, кроме того, дополнительного условия, определенным образом связывающего эти масштабы. Форма связи зависит от физического существа явления. Если при моделировании соблюдается постоянство масштабов Cl, Ct и CR, то такое подобие носит название динамического. Соблюдение этого условия не является достаточным. При динамическом подобии необходимо обеспечить выполнение дополнительных условий, связывающих между собой указанные масштабы подобия. Форма этой связи определяется физическими условиями, характерными для моделируемого процесса Условия подобия рыболовных орудий. Подобие для рыболовного орудия и его модели достигается при выполнении следующих требований: натурное орудие и его модель должны иметь одинаковые по форме развертки сетей; начальные и граничные условия для модельного и натурного потоков должны быть тождественны и могут отличаться лишь масштабами заданных величин; должны соблюдаться условия геометрического подобия сетей и канатного каркаса; должны соблюдаться условия силового подобия.
К условиям геометрического подобия относятся: a/l = idem; (4.38) d/a = idem\ (4.39) x=idem; (4.40) ux = idem; (4.41) uy = idem, (4.42) где x — коэффициент укрута, характеризующий состояние поверхности ниток. Условиями силового подобия рыболовных орудий являются: Re = vd/v =idem; (4.43) Пg*= pv2/( g *·d) = idem; ( 4.44) Ne = R/(pl2v2) = idem; (4.45) EI// pl4v2 = idem; (4.46) e = idem: (4.47) В условии (5.46) EI — изгибная жесткость канатов каркаса орудия лова (в Н·м2). И наконец, помимо перечисленных, к числу условий подобия относится Sh = vt/l = idem. (4.48) Совместное выполнение условий (4.38)-(4.48) в большинстве случаев оказывается невозможным. Тогда осуществляется приближенное подобие с надлежащим учетом возникающих погрешностей— масштабного эффекта. Критерий Рейнольдса (4.43) характеризует соотношение сил гидродинамических и сил вязкого трения частиц воды о поверхность сети. Чтобы исключить технические трудности, возникающие при выполнении условия (4,43), опыты с моделями проводятся в автомодельной (для сетного полотна) области по числу Re, где значения коэффициентов сопротивления сетей слабо зависят от числа Re. В этом случае несоблюдение условия (4.43) на результаты экспериментов с моделями существенно не отражается. Автомодельная область соответствует значениям числа Re>-600. Условие (4.44) называется обобщенным критерием Фруда, который характеризует соотношение гидродинамических сил и сил тяжести сетного полотна в воде. Экспериментально установлено, что величина сил тяжести на форму и положение рыболовных сетей, ниток и канатов несущественны при значениях Fr*>130. Условие (4.45) называется критерием Ньютона, который характеризует соотношение сил, создаваемых оснасткой орудий лова, и сил гидродинамических. Поскольку силы оснастки всегда существенно влияют на форму орудия, условием (4.45) пренебрегать нельзя. Для учета характеристик сетей и невыполняемых условий подобия критерий Ньютона записывают в виде (4.49) где Сk=Схм /Схн — масштаб коэффициентов сопротивления гидродинамических сил, зависящих от числа Re и относительной площади сети FO. Условие (4.46) характеризует соотношение сил изгибной жесткости канатов и сил гидродинамических. Его выполнение необходимо лишь в тех случаях, когда силы изгибной жесткости канатов оказывают существенное влияние на форму орудия или модели, возникающую под действием гидродинамических сил. Условие (4.47) характеризует относительное удлинение нитей и канатов под воздействием гидродинамических сил. Практика моделирования свидетельствует, что в большинстве случаев это требование можно не учитывать из-за малого его влияния на величину масштабного эффекта. Условие (4.48) называется критерием Струхала, который является определяющим при моделировании нестационарного движения тела в жидкости. Когда движение орудия лова может рассматриваться как стационарное, условие (4.49) является условием кинематического подобия течения жидкостей около подобных тел, что обеспечивается автоматически при выполнении остальных условий подобия.
Таким образом, если условия полного подобия орудий лова описываются системой критерий (4.38) — (4.47), то условия приближенного подобия будут различными для разных орудий лова. В каждом конкретном случае они могут быть определены на основе анализа физического существа рассматриваемого процесса. Значения масштабов подобия рассчитываются, исходя из требования совместного рассмотрения определяющих, для поставленной задачи моделирования условий подобия. Вопросы для самоконтроля 1. Охарактеризуйте условия статического, динамического и кинематического подобия. 2. Перечислите основные критерии подобия. 3. Методика расчетов масштабов подобия в условиях недостаточности основных уравнений связи масштабов. Перечень литературы
1. Фридман А.А. «Теория и проектирование орудий промышленного рыболовства». –М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.– 328 с. 2. Фридман А.А., Розенштейн М.М. Сборник задач и упражнений по теории и проектированию орудий промышленного рыболовства. – М.: Агропромиздат, 1987.–256с. 3. Кадильников Ю.В. «Вероятно-статистическая теория рыболовных систем и технической доступности для них водных биологических ресурсов». – Калининград: АтлантНИРО, 2001.–275с. 4. Веденеев В.Л. Методические указания по решению задач на тему – тяговые характеристики судов. – Керчь: КГМТУ, 2009.–9 с. 5. Веденеев В.Л. Методические указания по выполнению РГР по дисциплине «Механика орудий лова» для студентов специальности 7.100301.11. – Керчь: КГМТУ, 2009.–15 с. 6. Веденеев В.Л. Промышленное рыболовство Конспект лекций. для студентов специальности 7.100301.11. – Керчь: КГМТУ, 2008.–99 с.
© Татьяна Валерьевна Рязанова Механика орудий рыболовства Конспект лекций. Для студентов специальности 26.05.05 «Судовождение» очной и заочной форм обучения
Тираж_____ экз. Подписано к печати _____________. Заказ №________. Объем 3,8 п.л. Изд-во ФГБОУ ВО «Керченский государственный морской технологический университет» 298309 г. Керчь, Орджоникидзе 82
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-21; просмотров: 605; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.129.70.157 (0.02 с.) |