Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Теоретические основы водного транспорта леса

Корпачев В. П.,

7.5.4 Сопротивление воды движению сортиментных плотов

1. Сопротивление воды движению пучковых плотов в неограниченном потоке на спокойной воде без учета влияния струи, отбрасываемой работающим двигателем, можно определить по формуле ЦНИИЛесосплава [3]:

  (7.81)

где  f – расчетный коэффициент сопротивления трения, равный 0,009;

 r – плотность воды, кг/м^З;

S – смоченная поверхность плота, м², S = L (B + 2Т);

 z – коэффициент сопротивления формы, зависящий от отношения ширины плота к осадке плота, т.е. В/Т;

 u – скорость движения плота относительно спокойной воды или скорость обтекания плота водой на стоянке, м/с.

При буксировке плота за тягой буксира на сопротивление движению плота влияет длина буксирного троса. Оптимальная длина буксирного тросаL_опт, обеспечивающая управляемость плота при возможно малом воздействии возбужденного потока от движителя на сопротивление плота, в зависимости от мощности буксира приводится ниже

В случае буксировки плота на коротком буксире (0,5 – 0,7) L_опт сопротивление движению плота увеличивается вследствие воздействия на него потока от движителями поэтому в формулы для определения сопротивления (7.81) вводят поправочный коэффициент К_б = 152.

Увеличение сопротивления плота на участке малой глубины учитывают коэффициентом К_м= 1,3.

2. Общее сопротивление сортиментных пучковых плотов, буксируемых в озерных и водохранилищных условиях, во время ветрового волнения определяется по формуле

,  (7.82)

где  R – общее сопротивление движению плота, Н;

 R_Ш – сопротивление движению плота на спокойной воде, Н;

 DR_h – дополнительное сопротивление движению плота от волнения, Н;

 DR_в – дополнительное сопротивление движению плота от ветра, Н.

Сопротивление движению плота при встречном движении плота на волнах со скоростью u определяется величиной переносимой волновой энергии и по исследованиям В.Н. Худоногова может быть определено по формуле [21]

  (7.83)

где h_в, l_в – высота и длина волны, м;

  В – ширина плота м;

 l_ф – так называемая фиктивная длина волны, определяемая по формуле

  (7.84)

 y_ф – коэффициент передачи волновой энергии на плот определяется по графику (рисунок 7.10) в зависимости от отношения l_ф/h_в и Т/h_в.

Физический смысл l_ф может быть установлен из формулы (7.84), принимая в ней скорость движения плота u = 0. При u = 0, т.е. l_ф = l_в, т.е l_ф –часть длины волны, действующая на движущийся плот.

Рисунок 7.10 График определения коэффициента передачи волновой энергии на плот

Дополнительное сопротивление движению плота от ветра определяют по формуле

  (7.85)

где  z_в – коэффициент сопротивления воздуха, z_в = 0,13;

 Ä_Н – площадь надводной части поперечного сечения плота,

Ä_Н = В(Н-Т)

  Н – наибольшая высота пучка в плоту, м;

 f_в – коэффициент сопротивления трения воздуха, f = 0,02;

 S_в – площадь трения, м², S_в = LB;

 u_в – скорость ветра, м/с;

 r_в – плотность воздуха, r_в = 1,225 кг/м³.

3. Сопротивление воды движению хлыстового плота при оптимальной длине буксирного каната на глубокой и спокойной воде определяют по формуле

  (7.86)

где C_хл – коэффициент сопротивления хлыстового плота, при условии В/Т ³ 10 и Н/Т > 7

  (7.87)

где  Н – глубина воды, м.

4. Сопротивление хлыстового плота по взволнованной поверхности воды определяется по формуле

  (7.88)

где  К_в – поправочный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивление плота от действия волн, определяется по таблице 7.7.

Таблица 7.7 Значение коэффициента К_в

5. Сопротивление воды движению плота из хлыстовых сигар в кильватер с интервалом между сигарами, равным 0,25 Lc (длины сигары), определяют по формуле

  (7.89)

где  n – количество сигар в плоту;

 R_Ш – сопротивление одной сигары, Н, определяемое по формуле

  (7.90)

где С_сх – коэффициент сопротивления хлыстовой сигары

;  (7.91)

 К_с – коэффициент, зависящий от скорости движения плота из сигар и их количества n в плоту (таблица 7.8).

Таблица 7.8 Значения коэффициента К_с