网板的几个术语(海洋渔业技术学)课件.ppt
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1、第二部分第二部分 渔具具渔法法第四章第四章 拖网渔业技术拖网渔业技术(Trawl Nets)三、网板的几个术语l有关网板的几个术语:翼型、翼弦、翼展、展弦比、网板冲角、网板压力中心 1、网板平面l计算网板面积的基准面。没有平面的以最大投影面积表示。2、网板剖面l垂直于网板平面和前缘直线边的纵切面。没有直线边的,侧平行于设定运动平面,并以剖面为网板剖面。3、翼型l机翼状体的横剖面称为翼型。6、展弦比(l)l翼展平方与网板平面面积之比,即 。对于矩形网板 。7、中弧l网板剖面厚度中点的连线。l8、厚度(c)网板剖面的上下表面间,垂直翼弦的连线。厚度与翼弦长比称为相对厚度。l9、最大厚度翼弦距离(x
2、c)网板剖面前缘到最大厚度的距离。10、弯度(f)l中弧到翼弦的距离。弯度与翼弦长度比称为相对弯度。11、最大厚度翼弦距离(Xc)l网板剖面前缘到最大厚度的距离。四、网板水四、网板水动力特性力特性(一)网板水动力的计算l当网板平面与设定运动方向成某一冲角在水中运动时,所受作用如下图。F为水流对网板的水动力总压力。其又可分解为与网板运动方向相垂直的扩张力Fy和与运动方向相平行的水阻力Fx。l当遇障向内倾侧时,网板上缘有一瞬时速度V向下,下缘有一瞬时速度V向上,形成力偶m。此时上缘实际速度V真,冲角真;下缘实际速度V真,冲角真。如选用冲角为临界冲角临,(Cy达峰值),由于上缘真临,Cy下降;下缘真
3、临,Cy也下降,但下降速率较上缘慢,所以上缘Cy比下缘的小。由于Cy的差异使网板继续内倾。(三)影响网板水动力效能的主要因素l网板的效能主要指网板的水动力效率和作业稳定性。网板效能网板本身结构操作上的各种因素1、网板的类型和结构对网板效能的影响l网板类型不同,其效能也不同,同一类型的网板,由于其结构不同,其效能也有很大差别。l立式网板水动力效率最高,K为6.08,而矩形网板和鱼雷型网板只有114,椭圆型网板为1.36,“v”型网板为1.3,立式曲面v”型网型为4.03。l扩张力系数而言,立式网板Cy为1.30-1.52,椭圆型网极为0.86-0.93,“V”型网板、矩形网板和鱼雷型网板只有0.
4、8左右。l展弦比对网板水动力特性的影响,主要是由于展弦比的大小影响着网板周围的流态。网板在曳行中的阻力,除了摩擦阻力和形状阻力外,还由于因有限翼展而引起的诱导阻力。在运动过程中,网板迎流面高压区水流有绕网板两端流向背流面低压区的现象,这种流动便形成绕背部的环流。网板前进,产生向下的水流使真正流向改变,导致诱导阻力产生。3、网板的厚度、弯度和表面状况对网板效能的影响l网板试验表明:即使展弦比相同相对厚度不同时,其升力系数也不同。l网板的弯度对其特性也有明显影响。l网板表面的粗糙度,对网板阻力影响较大,故网板表面以光滑和尽量减少突山物为宜。4、冲角对网板效能的影响l由于冲角不同,流经网板的流态也不
5、同冲角很小的情况下,流线比较平稳。冲角逐渐增大,则网板背流前后部流线发生分离,分离点将会逐渐前移,涡流区扩大。到达某一冲角(临界冲角)后,流态发生急剧变化,涡流扩大列整个背流面。如冲角再增加,则阻力大大增加,而且网板的扩张力明显下降。1.底拖矩形平面网板和矩形曲面网板2.椭圆形平面单缝网板3.综合型网板和大展弦比曲面网板4.矩形平面网板和鱼雷型网板5、拖速对网板效能的影响l 由网板水动力计算式可知,网板总水动力与拖速的平方成正比,可见拖速变化对网板效能影响较大,但对不同类型的网板行一定的差异。6、海底对网板效能的影响l网板贴海底运动和离海底运动(中层拖网),其水动力特性有所区别。矩形网板矩形网
6、板(一)网板冲角的调整l当网板匀速曳行时,作用在网板上的所有外力处于平衡状态,其中任一外力均可看作与其余外力的合力大小相等,方向相反,并处于同一作用线上。如图所示,手纲张力的水平分力F3便与曳纲张力的水平分力F1、网板水动力F2、网板与海底的摩擦力的合力T处于平衡状态。l如手纲固结点向网板前缘移动某一距离成为F3,此时T与F3不在同一作用线上,从而产生大小为M=Te的力偶,在力偶的的作用下,网板将产生使冲角增大的转动,然后各力将在新的条件下处于新的平衡。同样,手纲固结点后移,冲角减小。相反,如果曳纲固结点向后移动,则冲角变大,向前移动冲角变小。(二)网板内、外倾的调整l当网板处于受力平衡状态时
7、,曳纲张力的水平分力F1与手纲张力F3、网板水动力的水平分力F2的合力T大小相等,方向相反并处于同一直线上。如图所示。(三)网板前、后倾的调整l网板的正常工作状态是略微后倾,有利于越过障碍物。当网板处于平衡状态时,手纲张力的水平分力F3与其余张力的合力T大小相等,方向相反,并作用在一直线上。如图所示。(四)网板重心测量l网板重力的合力在网板上的作用点就叫网板的重心。重心测量方法如图所示。以网板的A点为悬挂点,将网板悬挂起来,从这个悬挂点挂一根铅垂线,然后,根据这条垂直线用粉笔在网板上划一线。用同样的方法,以网板的B点为悬挂点,划出另一条垂直线,两线相交点即为重心。第五第五节 拖网拖网设计理理论
8、一、我国拖网渔具一般设计程序l动力相似原理,母型网以及生产实践的经验和试验研究结果。(一)全面了解设计条件1、渔场环境2、主要对象的种类及其生物学特征3、渔船条件(二)现用网具的分析(三)选择网型(四)估算渔船拖力(五)按动力相似原理计算设计网的缩放比(六)确定设计网网衣各组成部分的尺度(八)确定沉、浮力和沉子纲型式;确定属具规格(九)计算拖网阻力(十)绘制渔具图,编制渔具材料表。(十一)计算网具成本。(十二)闷具模型水槽试验和实物网试验二、二、渔船拖网估算渔船拖网估算(一)渔船推进装置的功率传递 EHP船舶有效功率 推力功率 收到功率 轴功率 额定功率 指示功率l总拖曳效率只占0.180.2
9、5(二)拖力 l渔船拖曳网具时,有效功率发出的有效推力T扣除克服船体阻力Rs剩余的力,Te=TTe=TRsRsRS=f(v)T=f(v)v1v2vTe1Rs1RS,T渔船拖力网具网板纲索尺寸重量动力系统:良好工况(三)估算渔船拖力的方法1.查阅渔船拖力曲线l设计中的拖力和拖力曲线可用理论方法计算和绘制。2、采用日本小山武夫的计算公式估算Te拖力(kN)I渔船主机标定功率(kW)V拖速(m/s)K表征螺旋桨推进效率的系数3、采用系桩拉力估算经验公式Te拖力(kN)Tw系桩拉力(kN)V拖速(m/s)Vmax最大自由航速(m/s)三、三、母型网的选择母型网的选择(一)我国国有渔业企业渔船所使用的主
10、要母型网1、尾拖网型特点:l两片式结构,网翼、网盖和网盖下翼左右对称,网身和网囊上下左右对称。l装置两条力纲,分别从网腹“三并口”开始沿直目向后装配,到达侧网边后继续侧边装配。力纲与网衣无缩结。l上网翼装纲边的斜率为2:3,下网翼装纲边斜率为1:1,斜率单一。“三并口”处受力集中,限制网口向上扩张,同时该处易破网。l平头式翼端,在拖曳时翼端网衣被冲向后方,不但增加了阻力,而且导致袖端网目变形。l网具主尺度之间的比例关系、网口相对高度和网目长度分别是:(1)网具总拉直长/网口拉直周长为7379;(2)上网翼拉直长/网具总拉直长为2026;(3)网盖拉直长/网具总拉直长为911;(4)网身拉直长/
11、网具总拉直长为4863;(5)网囊拉直长/网具总拉直长为615;(6)网口高/网口拉直周长为78;(7)网目长度:网口部分网目长度100120mm。2、疏目网型特点:l两片式结构,左右对称。在网腹装置两条力纲,力纲不再从“三并口”装起,而是从三角网的中部装起。l网目较大,网具规格较小。网口部分网目长度160-240mm因此网具阻力小。l网衣配布比较合理。在上下网口部位分别增设了三角网。上网袖装纲边斜率分为不同的三段。l网具主尺度之间的关系和网口相对高度分别是:(1)网具总拉直长/网口拉直周长为75%78%;(2)上网翼拉直长/网具总拉直长为21%24%;(3)网盖拉直长/网具总拉直长6%10%
12、(4)网身拉直长度/网具总拉直长为49%-61%,(5)网囊拉直长/网具总拉直长为11%-16%p (6)网口高/网口拉直周长为4%。3、改进疏目网型特点:l两片式结构,力纲的数量和装置方法与尾拖网型相同l网口部分的网目长度较大,一般为2OO400mm。由于采用大网目,减少了网衣阻力,网口周长可以扩大。l采用燕尾袖端结构;上网袖装纲边由三种不同的斜率组成,使浮子纲在水中接近悬链线状。为了简化装配工艺,将上网袖“三并口”的三角网并入上网袖后段。下网袖装纲边的斜率与尾拖型拖网相同,均为1:1,从而简化了网衣剪裁和力纲装配工艺。l网具主尺度比例关系和网口相对高度分别是:(1)网具总拉直长/网口拉直周
13、长为6365;(2)上网翼拉直长/网具总拉直长为12%-21%;(3)网盖拉直长/网具总拉直长为6%-10%;(4)网身拉直长/网具总拉直长为55%7-67%;(5)网囊拉直长/网具总拉直长为11%-14%;(6)网口高/网口拉直周长为9%-10%。(二)外国拖网渔船使用的有关网型1、六片式拖网l 六片式拖网最阜始于日本,后来传播到韩国,他们使用这种网在西北非沿海捕鱼30余年。我国在摩洛哥、毛里塔尼亚等国家和地区的拖网渔船也普遍使用。网腹网侧网背三角网网背特点为:l六片式拖网乃是在四片式拖网网背两侧插入两网背三角网,因此网口较高。l网翼较长。如以上所述六片式拖网上袖的长度占网具总长的31%-3
14、6%,而两片式拖网该比例仅为12%-25%。网翼长对扩大扫海面积有利。l浮沉纲长度比小。六片式拖网浮沉纲长度比约74%一78%,而两片式拖网该比例为79%-81%,浮沉纲长度比小的网具贴底性能好。l力纲的配纲系数小,从翼端至网囊配纲系数约自0.90逐渐增至0.97,在拖曳时力纲承担网线的张力。同时这种网的网线较粗,网具线面积系数至约0.04一0.06,因此网具强度较大。l由于网袖长、网线较粗和贴底程度大,所以网具阻力较大。该网适合在细软和粗糙的海底处捕捞贴底和近底鱼类,如章鱼、枪乌贼、乌贼和鱿鱼等。2、四片式双撑架拖网网型双撑架虾拖网l为四片式底拖网的典型,网口拉直周长约35m,网具拉直总长约
15、3Om。矩形网板直接于上、下空纲上、无力纲。除了以铁链作为沉子外,还装配驱赶链。该网型的特点为:l该网采用直接式矩形网板,网板高度(翼展)1.21.4m。同时浮力配备较小,约15一25N/m。因此其网口较低,约1.5一2.Om。l网盖较长,约占全长的13%-15%。浮子纲与沉子纲长度的比值较小约75%。以上数据均显示该类网贴底程度较大。l网目长度小,横目缩结系数大。捕捞底层鱼网具网口网目长度100一135mm;捕捞虾类网具网口网目长度50-65mm。由于网目长度小,拖曳中泥沙和杂物易堵塞网目,所以采用大的横向缩结系数予以弥补,浮、沉中纲横向缩结系数0.75一0.80。l该网型适合在海底平坦,沙
16、、泥、泥沙底质的海区捕捞虾、蟹和鲸鱼等底层水产动物。四四 、拖网主尺度的确定、拖网主尺度的确定拖网网口网衣拉直周长拖网网衣纵向拉直总长拖网各组成部分网衣的拉直长度l拖网主尺度:以网口周长和网衣纵向拉直总长为主,其它部分长度与之有一定的比例关系。FZ1、FZ2母型网和设计的网具阻力K1、K2 2母型网和设计的阻力系数d1 1/a1 1、d2 2/a2 2母型网和设计网的线面积系数L1 1、L2 2母型网和设计网的主尺度(可代表周长、总长等)V1 1、V2 2母型网和设计网的拖速(一)网口拉直周长的确定1、按动力相似原理确定网口拉直周长 Pn1、Pn2船舶的标定功率(1)设计网与母型网完全相似,K
17、1=K2,d1/a1=d2/a2,船舶有效功率和标定功率的比值不变,据船舶动力相似原理(2)设计网的网型、拖速和阻力与母型网相同 K1=K2,V1=V2,R1=R2,l不同船型、螺旋桨形式的船可采用拖力动力相似计算l网型完全相似,则2、利用渔船拖力曲线或拖力数据求网口周长l(1)查出给定拖速的拖力(根据渔船拖力曲线)l(2)留有储备拖力(3)确定渔具系统各组成部分的阻力比例(网具、网板和纲索的阻力)l影响它们之间的比例关系的因数有:网具类型、沉子纲重量、水深和底质等,可以通过试验等手段求得。l日本小山武夫测得六片式拖网阻力关系:网具85,网板11.5,纲索3.5。l双拖网系统中网具阻力占909
18、3。3、利用网具阻力公式求网口周长l小山武夫的六片式拖网阻力公式:Fz网具阻力(n)d/a网具线面积系数L网具总长(m)C网具网口拉直长度(m)V拖速(m/s)4、经验公式确定设计网的网口周长l网口网目长度110mm-117mm的尾拖型底拖网C网口拉直周长(m);Pn主机标定功率(kW);K系数,黄海16.5,东海14.215.5,南海11.513.2。(二)拖网各组成部分尺寸比例的确定l拖网网口拉直周长确定后,网具纵向拉直总长及各组成部分的网衣拉直长度,也将按一定的比例确定。但在选定比例时,必须了解各比例关系对网具性能的影响,以及比例的一般范围。1、长周比l网具长周比它是网具纵向拉直长度与网
19、口拉直周长之比,该比值反映圆锥形网体的锥度。网具长周比大表明网具瘦长,网衣与水流的冲角小,因此导鱼性能和网具稳定性均较好,阻力也较小,但网口的垂直扩张较小;网具长周比小的拖网情况则相反。l要求快速拖曳的拖网可以选择较大的长周比;要求较高网口和中低速的拖网,可选择相对较小的长周比。网具总拉直长与网口拉直周长之比。l两片式6379,六片式90105,捕捞近底层鱼类的为90%95%,捕捞底层鱼类为96%105%。根据网具长周比的数值比较网具性能时,只能以相同网型的拖网相比为宜。2、上袖总长比l是指上网翼拉直长度与网具总长度之比。比值大,说明上网翼相对长度大,网具水平扩张大,有利于捕捞分散的鱼群,但由
20、于网翼网衣与水流的冲角较大,将导致网具阻力的增加;如比值小则可产生相反的效果。近20年的生产实践证明,适当减短上网翼长度和增加空纲长度,能减小网具阻力,并且不影响渔获率。l两片式为2026,大网目拖网为17%-27%,六片式为3034。3、网盖总长比l是指网盖拉直长度与网具总长之比。该比值影响着网口高度,增加网盖长度可增加网口遮盖面积和网口高度。同时,增加网盖长度会导致浮子纲缩短和浮子纲与水平面夹角增大,从而也导致作用于浮子纲上向下分力增大,因此在某种程度上限制了网口高度的增加。试验指出,只要浮子纲的配纲系数和浮力选择适当,增加网盖长度是增加网口高度的措施之一。l两片式为611,六片式捕鱿鱼为
21、1112,捕鱿鱼为1214。4、网身总长比l是指网身拉直长度与网具总长之比。该比值大,网身相对长度长,网具导鱼性和拖曳时的稳定性好。但网身总长比过大,对网具作业的稳定性并没有多大的实用意义,相反还造成材料消耗多,又增加起网时间。l两片式为4867,改良型疏目拖网为55%67%,六片式3440。5、网囊总长比l是指网囊拉直长度与网具总拉直长度之比。网囊位于网具的最末端,相对长度大一些,有利于提高网具在作业中的稳定性,但还应结合渔获量的多少和起吊时间而定。l两片式为615,六片式为1620。l我国典型两片式拖网的尺度比见表五、拖网网目长度和网线粗度的选择五、拖网网目长度和网线粗度的选择l捕鱼效率、
22、网具强度、网具阻力、网材料消耗、渔业资源保护(一)网目长度的选择1、网目长度与鱼类行动的关系l网具前部和网具后部2、网目长度与网具阻力的影响l其它条件不变,网具阻力与网目长度成反比。3、有关拖网最小网目长度的规定l我国54mm4、拖网网目尺寸的选择l分三档:网翼、网盖和网身第一段最大,网身的其它部分次之;网囊最小。l选择时:网囊开始(比法律规定内径大34mm),网身后部为网囊部分的1.22.0倍,网翼、网盖和网身部分为网囊部分的2.54.0倍。(二)网线粗度的选择l根据网具各部分的受力情况和网线强度而定。l网线粗度、网线材料消耗、网具阻力。集中载荷和磨耗。安全系数45。l线面积系数:第一档:d
23、/a=0.038-0.045 第二档:d/a=0.050-0.060 网囊:d/a=0.070-0.075(三)网具的线面积系数l单片网片线直径dp与目脚长度ap之比dp/ap称为该网片的线面积系数;l组成网具网片的线面积系数的加权平均值d/a称为网具的线面积系数。dp/ap推导d/al单片网片的网线投影面积为:l单片网片的虚构面积为:Ss单片网片的网线投影面积(m2)Sp单片网片的网线虚构面积(m2)M单片网片上边目数N单片网片下边目数H单片网片纵向目数ap单片网片目脚长度(mm)dp单片网片网线直径(mm)SS/Sp=dp/apl单片网片的线面积:网片的网线投影面积与虚构面积之比。即网片受
24、流面积占虚构面积的比例,表征受流网线在网片中的占空程度。计算整顶网的线面积系数:(1)求得各种规格得网片得线面积系数di/ai。58个线面积系数值。(2)计算各种规格网片得虚构面积Si;(3)计算整顶网得虚构面积,即Si;l(4)计算各种规格网片的di/ai占全网比例。l(5)计算整顶网的线面积系数d/a。六、拖网的六、拖网的线形形(一)网体侧边的线形l两片式拖网,通过侧边得线形是通过背、腹网衣侧边的剪裁斜率实现。l斜率分布的规律是,自袖端至网囊,斜率由小逐渐增大,形成内凹的曲线。在水流的冲击下可变成近似的直线。前后网衣衔接处要避免斜率突变,以免网目刺鱼。尤其是网囊前一段。l两片式斜率采用,前
25、到后,5:4、4:3、7:5、2:1、3:1、10:3、4:1和5:1等。l多片式拖网网盖前沿之前的侧目边多为直目,之后的斜率仍由小到大。六片式网腹侧边斜率由前至后一般为:直目、2:1、5:2、3:1和5:1等。(二)网口线形l指拖网浮、沉纲在水中曳行时的形状。绳索在水中拖曳呈悬链线形状。但浮沉纲的形状是由水流和网衣的共同作用。要求网衣边缘形状恰当。否则易形成突变,作用力集中,破网。所以上下网袖装纲边的斜率从“三并口”至网袖端逐渐增大。考虑实际操作,不要求频繁变换斜率,基本与悬链线形状相符即可。l我国曾长期使用单一剪裁斜率的网袖。上网袖装纲边采用2:3,下网袖装纲边采用1:1。网盖和网腹装纲部
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