Сопротивление канатов и ниток

Качественно сопротивление прямолинейных канатов и ниток под­чинено тем же закономерностям, что и сопротивление гладких ци­линдров.

Количественные различия характеристик ниток и гладких ци­линдров объясняются состоянием поверхности ниток, их круткой п ворсистостью, способствующими возмущению пограничного слоя. Сравнительные опыты Ю.А.Данилова с реальными нитками и мо­делями ниток, скрученными из гладкой медной проволоки, показали, что наибольшее влияние на величину с_Х оказывает крутка ниток. Коэффициент укрута определяется по формуле

, где l_П – длина исходных прядей в нити, l_Н длина готовой нитки

Сопротивление сетей. Для ра­счета сил R сопротивления сетного полотна используется формула

(1.47)

где Fн — площадь ниток сети, м^г.

Для сети, расположенной пер­пендикулярно вектору скорости потока, коэффициент с_х определя­ется по формуле

(1.48)

. где F₀—относительная площадь (сплошность) сети .(1.49)

Для ориентировочных расчетов в тех же целях могут использо­ваться формулы:

(1.50)

(1.51)

где F_r — габаритная площадь сети, м²; и_х, и_у — горизонтальный и вертикальный посадочные коэффициенты.

Формула (1.50) справедлива для диапазона малых чисел Re (до 2·10²) и больших значений относительной площади (F_o=0,3÷0,5).

Формула (1.51) соответствует постоянному значению C_X = 2,2, что имеет место при относительной площади сети F_о=0,1÷0,4 в диапазоне числа Re более 10².

Значение коэффициента сопротивления плоской сети с_х, расположенной параллельно вектору скорости потока, определяется по формуле

С_X=0,1Re ^0.14 (1.52)

Для ориентировочного расчета сопротивления такой сети могут быть использованы также формулы:

Ro=18F_Гv² (1.53)

Ro=18l^-0.2F_Г v^1.75 (1.54)

где ℓ — длина сети, м.

Последнее выражение дает более точные результаты по сравнению с (1.54) при большой длине сети (50 м и более).

Для сети, расположенной под некоторым углом а к потоку воды, коэффициент сопротивления определяется выражением

C_х=0,04а-0,09. (1.55)

Формула (1.55) справедлива для следующих условий: Re= 10³÷10⁴; Fо = 0,04-0,3; а = 6÷14°.

Ориентировочное значение силы сопротивления сети, расположенной под углом и к направлению потока, может быть найдена с использованием формулы

(1.56)

При набегании потока под углом а к плоскости сети помимо силы лобового сопротивления R_ax возникает распорная (подъемная) сила сети R_ay. Ориентировочные ее значения могут быть найдены по формуле

(1.57)

где и_у — посадочный коэффициент по кромке сети, расположенный перпендикулярно потоку.

Сопротивление однородной провисающей сети, расположенной перпендикулярно к вектору скорости набегающего потока, определяется формулой

R_ПC= R₉₀, (1.58)

где R₉₀— сопротивление плоской сети.

 =l,6-2,96(L/S)+2,36(L/S)², (1.59)

где L — хорда; S — высота сети.

Сопротивление объёмных сетей.

Сопротивление конусообразной однородной сети, основание которой перпендикулярно течению, находится по следующим формулам.

Для диапазона малых скоростей движения потока (0,1—0,8 м/с)

R_k= R₉₀, (1.60)

где R₉₀ — величина сопротивления плоской сети, расположенной перпендикулярно к потоку, площадь которой равна D²/4.

Коэффициент  находится из выражения

 = 0,6 + 0,42L/D (1.61)

где L — длина образующей конуса; D — диаметр его основания. Выражение (1.61) справедливо для значений L/D<8.

Для диапазона больших скоростей движения потока (0,2— 4,5 м/с)

R_k=112 v ^3/2 R₉₀ (1.62)

где R₉₀ — сопротивление сети, перпендикулярной потоку, площадь которой равняется πD²/4.

В формуле (1.62) эмпирические коэффициенты, λ, определяются выражениями:

=11,7 (u_хu_у)²-10,8(u_хu_у) +3,4 ; (1.63)

= 0,5 + 0,1(L/D); (1.64)

 = 0,5+13,2 (d/a). (1.65)

По величине сопротивления сеть в форме кругового (а также усеченного) конуса эквивалентна равной по площади плоской сети, составляющей с вектором скорости тот же угол, что и образующая конуса. Поэтому для расчета сопротивления конуса и соответствующих условий его движения могут использоваться значения коэффициентов с_х, определяемые из выражения (1.59).

Приведенные выше формулы для расчета сопротивления сетей применимы и в случаях, если они имеют неоднородную структуру (различные диаметры ниток, шаг ячеи, посадочные коэффициенты и т. д. на отдельных участках сети). Учет неоднородности структуры осуществляется путем использования в соответствующих формулах обобщенных характеристик и, d, F„ и т. д. Для расчета средних взвешенных значений характеристик используются формулы

(1.66)

(1.67)

(1.68)

где i - порядковый номер пластины; п — общее число неоднород­ных пластин.

Сила сопротивления рыболовной сети произвольной формы, представляющей собой комбинацию элементов в виде плоской сети, сети с провисом, конусообразной сети и т. д., приближенно равна арифметической сумме сопротивления указанных сетных элементов.

Если сеть частично забита наносами, то ее сопротивление воз­растает и может быть приближенно оценено по формуле

1.69

где n — отношение площади наносов на сети к ее общей площади.

Литература: [1], стр. 26-49

Вопросы для самоконтроля

1. Какие элементы орудий лова имеют форму простых фигур?

2. Каков порядок расчета сопротивления шара, цилиндра, пластины?

3. Порядок расчета и основный формулы для определения сопротивления плоской сети.

4. Алгоритм расчета сопротивления конусной сети.