Классификация плава. Преимущества и недостатки гидродинамического плава.

Чтобы орудия лова в воде расправились и заняли рабочее положение, они снабжаются оснасткой, т.е. различными поплавками, грузилами и т.д. Оснастка подразделяется на плав и загрузку. Первый предназначен для поддержания орудий лова в плавучем состоянии и состоит из поплавков, наплавов, кухтылей и других поддерживающих средств. Загрузка предназначена, наоборот, для потопления орудий лова и состоит из грузил, различных цепей и т.д.
Из физики известно, что на тело, погруженное в воду и находящееся в относительном покое (по отношению к воде), действуют две силы: сила тяжести тела Р, действующая вниз, и выталкивающая сила воды F, направленная вверх.
Разность между ними Q определяет способность тела всплывать или тонуть. Если F>P, то тело всплывает, Q имеет положительное значение и называется плавучестью, или подъемной силой.
Q = F — P
Это означает, что тело не только плавает само, но и в состоянии поддержать в воде груз, равный Q.
Если F<P, то тело тонет, Q приобретает отрицательное значение, называется потопляемостью, или потопляющей силой.
При F = P тело находится в равновесии.
Полная плавучесть поплавка (в Н):
Q = P x q,
где q – удельная плавучесть, P – вес поплавка.
Удельная плавучесть меняется в пределах от нуля до бесконечности, ее определяют по формулам. Для этого необходимо знать плотность воды и плотность материала. Удельная плавучесть зависит от материала поплавков. Наибольшее распространение получили пенопластовые поплавки.
Пенопласты (пенистые пластические материалы) — это новые искусственные материалы. Они вырабатываются из полимерных материалов и называются по исходным полимерам. Эти пористые, весьма легкие жесткие или полужесткие материалы хорошо поддаются механической обработке. Большинство пенопластов мало намокают в воде, морозостойки, не подвержены гниению и атмосферным воздействиям.
Пенопласты изготовляют в виде плиток или пластин, из которых затем механической обработкой вырабатывают поплавки, или сразу в виде поплавков нужной формы. В первом случае при так называемом прессовом способе технология производства включает приготовление шихты, прессование таблеток, вспенивание и рихтование. Шихтой называется смесь измельченного исходного материала с различными веществами, улучшающими технические свойства изготовляемого пенопласта. К таким веществам относятся различные усилители, мягчители, смазки, добавки, придающие невоспламеняемость, красители и т.д.
При изготовлении пенопластов важную роль играют пенообразователи, называемые порофорами. При нагревании они легко выделяют различные газы, вспенивающие массу и придающие ей при застывании пористую структуру с заполненными газами ячейками. Такие пенопласты называются газонаполненными.
Шихты тщательно перемешиваются в специальных шнековых смесителях, шаровых мельницах. Полученная смесь в виде порошка поступает для прессования. Шихту засыпают в пресс-формы, плотно закрывают и помещают под пресс, нагревая до температуры 120-200°С. Для поливинилхлоридных пенопластов типа ПВХ и полихлорантраценовых типа ПХА нагрев производится до температуры 170-175°С. Продолжительность прессования зависит от полимера, вида шихты и других факторов и колеблется от 30 до 60 мин. При этом происходят полимеризация шихты и превращение ее в плитку. Такие плитки называются таблетками.
По истечении времени прессования пресс-формы охлаждают до 20-25°С, прессование прекращают, пресс-формы снимают и таблетки направляют на вспенивание. Вспенивание происходит в специальных герметически закрываемых шкафах, куда подается водяной пар. Таблетки выдерживаются в шкафу 30-35 мин. при температуре 110°С. Происходит вспенивание шихты и образование пенопласта. Для придания плиткам товарного вида, выравнивания и сглаживания дефектов их в горячем виде обжимают прессом и охлаждают. Этот процесс называется рихтовкой. Отрихтованный пенопласт поступает на склад готовой продукции.
Беспрессовые методы изготовления пенопласта – это штампование, литье под давлением, экструзия и др. Штампование полимеров выполняется как в холодном, так и в горячем состоянии. Штампованием часто получают мелкие сетные поплавки. Литье под давлением применяют для изготовления различных полых шаровых поплавков. Материал не подвергается вспениванию, и его плотность может превышать плотность воды. Плавучесть обеспечивается за счет внутренней пустоты шаров. Экструзия – изливание из профилированных отверстий — применяется также для получения полых шаровидных или цилиндрических поплавков.
В процессе получения пенопласты часто окрашивают в различные цвета. Для этого применяют специальные красители, примешиваемые к шихтам. Особенно хорошо окрашиваются полистирольные пенопласты.
В России из пенопластов в промышленном рыболовстве применяются поливинилхлоридные ПВХ, полихлорантраценовые ПХА, полистирольные ПС, поливиниловые ПВ, полихлоридстирольные ПДХС и др. Поливинилхлоридные бывают трех марок: ПВХ-1-легкий, ПВХ-2-средний, ПВХ-3-плотный. Пенопласт марки ПВХ-1 очень легкий, с большой удельной плавучестью, но непрочный, поэтому для плава применяются пенопласты марок ПВХ-2 и ПВХ-3.
В табл. 1 приведены плотности и удельные плавучести пенопластов. Как видно из приведенных данных, пенопласты обладают очень высокой удельной плавучестью.
Таблица 1
Пенопласт Плотность, кг/м.куб. Удельная плавучесть
ПВХ-1 50-70 19-13,3
ПВХ-2 100-130 9-6,7
ПВХ-3 170-220 4,9-3,5
ПХА 240 3,1
ПС-4 140 6,1
ПВ-1 150-200 5,6-4
ПДХС 120 7,3
В качестве местных материалов или в особых случаях для изготовления плава применяют древесину, кору деревьев, пробку, бересту, чакан и др. Однако древесина быстро намокает и теряет плавучесть, поэтому поплавки из нее необходимо специально обрабатывать (красить, смолить и т.д.). Удельная плавучесть этих материалов приведена в таблице 2.
Таблица 2
Материал Плотность, кг/м.куб. Удельная плавучесть
Ель 550 0,82
Сосна 600 0,67
Лиственница 570 0,75
Пробка 250 3
Кора осокоря (балбера) 320-330 1,86-2
Чакан 100 9
Существуют и более легкие растительные материалы (например, бамбук). Однако в основном древесина имеет низкую удельную плавучесть и применяется лишь за неимением пенопласта. При этом используют главным образом ель, сосну и лиственницу. Достаточно высокую удельную плавучесть имеет кора осокоря и пробкового дерева, но запасы осокоря невелики и охраняются законом, а пробка — дорогостоящий импортный материал. Чакан быстро намокает и теряет плавучесть, непрочен и применяется редко.

Рис. 1. Поплавки производства Касимовской сетевязальной фабрики
Размеры и форма поплавков зависят от конкретных условий и вида орудий лова (рис.2). Поплавки обычно прикрепляются к орудиям лова в процессе постройки последних и составляют с ними одно целое.
Более крупные поплавки называются буйками, кухтылями и имеют шарообразную форму. Это большей частью не сплошные, а полые тела, изготовленные из различных материалов: полимеров, стекла, металла и т.д. Их плавучесть Q не может быть определена по удельной плавучести, так как тело неоднородно, а находится целиком для всего кухтыля.
Длительное время в промышленном рыболовстве применялись в основном стеклянные полые кухтыли. В настоящее время они вытесняются полимерными, металлическими и др.

Рис. 2. Виды поплавков
Стеклянные кухтыли тяжелы и непрочны. Их обвязывают траловой прядью, шпагатом или тонкой веревкой либо помещают внутрь специального сетного рукава. Однако и в этом случае они при работе иногда разбиваются о борта и различные металлические предметы на палубе судна.
Предпочтительнее кухтыли из различных легких прочных и малоржавеющих сплавов. К ним относятся силумины — сплавы металлов на основе алюминия, содержащие в различных пропорциях кремний и присадку марганца, магния и др. Иногда кухтыли изготовляются из тонкой стали с различными присадками и из других металлов и сплавов.
Металлические кухтыли не намокают, не бьются, удобны в эксплуатации. Однако на большой глубине даже они подвергаются деформациям от давления воды, пропускают воду и теряют плавучесть, поэтому глубоководные кухтыли изготовляют более тщательно и из наиболее прочных материалов.
В последнее время получили распространение литые полые кухтыли из полимеров. Для этой цели обычно используют не пенопласты, а твердые плотные материалы, получаемые из фенолформальдегидных смол, полиамидов, полиуретанов, поливинилхлоридов и др. Они вырабатываются без вспенивания с помощью литья под давлением или экструзии.
Стеклянные кухтыли выпускаются диаметром от 85 до 340 мм, плавучестью от 1,5 до 173 Н, металлические, стальные и из различных сплавов — диаметром от 100 до 400 мм, плавучестью до 300 Н и полимерные — диаметром 400 мм, плавучестью до 300 Н.
Особую группу составляют гидродинамические кухтыли, снабженные различными «наделками», стабилизаторами и другими устройствами, способствующими увеличению подъемной силы во время движения. Они являются специфической оснасткой тралов.
Крупные поплавки, подвязываемые к орудиям лова в процессе их установки, называются наплавами. К ним относятся дрифтерные буи, буйки ставных и плавных сетей и крючковых порядков, центральные и угловые наплавы ставных неводов и др.
Наиболее простым видом наплавов являются связки кухтылей, пенопластовых пластин и т.д. Для центральных и угловых наплавов больших ставных неводов применяют металлические баллоны. В дрифтерном промысле применяют надувные буи из прорезиненной ткани. Перед выметыванием сетей буи надувают воздухом с помощью компрессора. После выборки порядка воздух выпускается и буи складываются. В сложенном виде надувные буи портативны и не занимают в трюмах много места. Масса их невелика, а поддерживающая сила больших буев достигает 500-600 Н и более.


Рис. 3 Гидродинамический кухтыль
У гидродинамического плава (рис.3) кроме положительной плавучести Q появляется дополнительная подъемная сила Rz=Cz(ρv2/2)Fк , которая зависит от квадрата скорости буксировки орудия лова и площади сечения кухтыля. Таким образом, чем больше скорость и размер кухтыля, тем больше дополнительная подъемная сила. Однако при движении возникает и сила гидродинамического сопротивления Rx, которая так же прямопропорциональна квадрату скорости буксировке и площади сечения кухтыля. При отсутствии продольного движения дополнительной подъемной силы не создается и он работает как обычный плав. Если этот плав имеет отрицательную плавучесть (например, верхняя распорная доска на устье трала), то при отсутствии скорости траления такой плав будет тонуть.





Похожие статьи





Добавить комментарий