Лесоинженерный факультет ПетрГУ: Технология и оборудование предприятий водного транспорта леса: Задача 6

Технология и оборудование предприятий водного транспорта леса: Задача 6

Титульная страница
Введение Указания к темам курса Задача 1 Задача 2 Задача 3 Задача 4 Задача 5 Задача 6 Литература

Задача 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОХОДОВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ ПО БУКСИРОВКЕ ЛИНЕЕК

Условие задачи

Дано

Определить необходимое число буксирных катеров для транспортировки секций от лесостоянки до выгрузочного участка рейда приплава. Исходные данные приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Исходные данные Исходные данные для задачи

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Объем леса, подлежащего буксировке, тыс. м³, W 800 850 900 950 840 870 980 870 990 890

Продолжительность навигации, сут, t_НАВ 100 90 95 105 110 115 120 125 130 135

Расстояние буксировки секций, км, S 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Количество пучков в секции, шт.:

по ширине, n₁ 3 4 5 6 6 5 4 3 3 4

по длине, n₂ 12 9 8 7 8 9 10 11 13 12

Длина бревен в пучках, м, l 6,5 6,0 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,0 9,5 9,0

Объем пучка, м³, W₁ 28 20 21 22 23 24 25 26 27 27

Соотношение осей поперечного сечения пучка C=B/H 2,0 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5

Коэффициент полнодревесности пучка, 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7

Объемный вес древесины, т/м³ 0,8 0,7 0,8 0,7 0,8 0,7 0,8 0,8 0,7 0,7

Скорость теч. потока, м/с 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,6 0,6 0,5

Число рабочих смен в сутки 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1

Время на вспомогательные операции, приходящиеся на один оборот судна, мин, t_всп 50 60 70 80 90 80 70 60 50 40

Таблица 6.1
Исходные данные	Исходные данные для задачи
16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
Объем леса, подлежащего буксировке, тыс. м³, W	800	850	900	950	840	870	980	870	990	890
Продолжительность навигации, сут, t_НАВ	100	90	95	105	110	115	120	125	130	135
Расстояние буксировки секций, км, S	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Количество пучков в секции, шт.:
по ширине, n₁	3	4	5	6	6	5	4	3	3	4
по длине, n₂	12	9	8	7	8	9	10	11	13	12
Длина бревен в пучках, м, l	6,5	6,0	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0	9,0	9,5	9,0
Объем пучка, м³, W₁	28	20	21	22	23	24	25	26	27	27
Соотношение осей поперечного сечения пучка C=B/H	2,0	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5
Коэффициент полнодревесности пучка,	0,6	0,6	0,7	0,6	0,7	0,6	0,6	0,7	0,6	0,7
Объемный вес древесины, т/м³	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8	0,7	0,8	0,8	0,7	0,7
Скорость теч. потока, м/с	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,6	0,6	0,5
Число рабочих смен в сутки	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1
Время на вспомогательные операции, приходящиеся на один оборот судна, мин, t_всп	50	60	70	80	90	80	70	60	50	40

Задание на выполнение работы

Требуется

Определить размеры пучка.
Определить скорости буксировки секций.
Построить графики зависимости силы тяги на гаке и силы сопротивления секции на спокойной воде в зависимости от скорости буксировки.
Определить оптимальную скорость буксировки секций.
Определить время, необходимое для одного оборота катера.
Определить необходимое количество катеров для выполнения буксировочных работ.

Указания по решению

Размеры пучка определяются из соотношений:
Объем пучка: ,
где b - ширина пучка, м; h - высота пучка, м; l - длина пучка, м; c - соотношение осей поперечного сечения пучка; - коэффициент полнодревесности пучка.
Откуда высота пучка, м: , ширина пучка, м: .

Осадку пучка определяем по формуле, м: ,
где и - объемный вес соответственно древесины и воды, т/м³; - поправочный коэффициент, зависящий от объемного веса древесины.
При = 0,7 - 0,8 т/м³; = 0,935.

Объем секции, м³: ,
где W₁ - объем пучка, м³; n = n₁n - количество пучков в секции плота, шт.
Ширина секции, м: .
Длина секции, м: ,
где 1,05 - коэффициент, учитывающий интервалы между пучками.

Для определения скорости буксировки секций необходимо построить совмещенный график кривых сопротивления воды движению секций и силы тяги на гаке буксирного судна.

Сила тяги на гаке определяется в зависимости от скорости движения катера на спокойной воде .

Сопротивление воды движению пучковых плотов, секций или линеек определяем по формуле, кг: ,
где F - погруженная в воду площадь поперечного сечения буксируемого воза, м²: F = BT; - смоченная поверхность буксируемого воза: = L (B+2T),
- коэффициент сопротивления формы (лобового сопротивления), рассматривается в зависимости от площади поперечной секции плота и скорости его буксировки. Численные значения коэффициента остаточного сопротивления приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2
BT, м² v, м/с v, м/с v, м/с v, м.с

6 0,3 0,30 0,6 0,60 0,9 1,00 1,2 1,30

10 0,3 0,40 0,6 0,80 0,9 1,20 1,2 1,45

20 0,3 0,55 0,6 1,10 0,9 1,40 1,2 1,50

40 0,3 0,70 0,6 1,30 0,9 1,45 1,2 1,55

60 0,3 0,80 0,6 1,40 0,9 1,48 1,2 1,55

80 0,3 0,90 0,6 1,50 0,9 1,51 1,2 1,55

Таблица 6.2
BT, м²	v, м/с		v, м/с		v, м/с		v, м.с
6	0,3	0,30	0,6	0,60	0,9	1,00	1,2	1,30
10	0,3	0,40	0,6	0,80	0,9	1,20	1,2	1,45
20	0,3	0,55	0,6	1,10	0,9	1,40	1,2	1,50
40	0,3	0,70	0,6	1,30	0,9	1,45	1,2	1,55
60	0,3	0,80	0,6	1,40	0,9	1,48	1,2	1,55
80	0,3	0,90	0,6	1,50	0,9	1,51	1,2	1,55

f_р - коэффициент сопротивления трению, для пучковых плотов: fр = 0,45 кг с²/м⁴; v - скорость движения буксируемого воза относительно воды, м/с.

Задаемся несколькими значениями скорости буксировки и для каждого из них вычисляем по последней формуле сопротивление движению секции. При v = 0,3 м/с, v = 0,6 м/с, v = 0,9 м/с, v = 1,2 м/с.
Результаты расчета наносим в виде кривой R = f(v). На этом же рисунке совмещаем также и кривую силы тяги на гаке для соответствующего по заданию буксирного катера.
По точке пересечения этих кривых находим оптимальную скорость буксировки: Общее время на оборот судна определяем по формуле: , где v_о - скорость течения потока, м/с; v_м - скорость движения катера без воза, определяется из графика , м/с.

Число секций, подлежащих буксировке в сутки: ,
где W - объем леса, подлежащего буксировке, м³; t_НАВ - продолжительность навигации, сут.
Необходимое число катеров находим по зависимости: ,
где t_с - продолжительность рабочей смены в часах за вычетом времени на заправку горючим, передачу вахт и другие подготовительно-заключительные операции. При восьмичасовом рабочем дне t_с=7 ч.