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.

Добавить комментарий

Реклама

Помощь студентам