Обоснование гидродинамических нагрузок, воспринимаемых устройством для сплотки четырёхпакетных пучков в процессе эксплуатации

Доставка древесного сырья потребителям из наиболее удалённых лесных массивов, где сосредоточены его основные запасы, зачастую экономически оправдывается только при осуществлении её по водным путям. При эффективном использовании разветвлённых речных сетей обычно начальная относительно короткая часть маршрута доставки проходит по мелководным участкам. После их преодоления экономически целесообразно укрупнение лесотранспортных единиц. Рассматриваемое в статье устройство в совокупности с техникой лесозаготовителей позволяет эффективно и экологично выполнять укрупнение сплоточных единиц. С его помощью из малогабаритных пакетов без нарушения их целостности сплачивают двухъярусные четырёхпакетные пучки. Эксплуатация устройства предполагает его перестановки с места на место. Описываемое исследование направлено на получение достоверных сведений о гидродинамических усилиях, воспринимаемых устройством в процессе эксплуатации. Такие сведения позволят минимизировать затраты на крепление устройств при соблюдении условия его надёжности. Установлены факторы, которые теоретически влияют на величину указанных усилий. Зависимость между означенными усилием и факторами в результате преобразований представлена как функция коэффициента гидродинамического сопротивления от сократившегося ряда безразмерных величин. Приведена аргументация допустимости игнорирования в данном случае числаРейнольдса как определяющего фактора и критерия подобия. В результате доказано, что коэффициент гидродинамического сопротивления устройства с определёнными геометрическими пропорциями можно рассматривать как функцию числа Фруда и относительной глубины потока. Установлена содержащая упомянутый коэффициент аналитическая формула, предназначенная для определения исследуемой нагрузки. По результатам опытов на физической модели устройства, выполненных по полному факторному плану с обеспечением подобия, получены уравнения регрессии, позволяющие вычислять значения указанного коэффициента. Знание этой величины позволяет определять по упомянутой аналитической формуле гидродинамическую нагрузку на устройство с расположенной в нём сплоточной единицей. С помощью полученного уравнения регрессии выполнена оценка характера и степени влияния числа Фруда, относительной глубины на величину коэффициента гидродинамического сопротивления.

1. Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1982. 568 с.

2. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. 2-е изд., доп. и перераб. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.

3. Корпачев В.П., Рябоконь Ю.И. Сопротивление воды движению лесотранспортных единиц в водном потоке: учеб, пособие. Красноярск: РИО СТИ, 1978. 62 с.

4. Пижурин А.А. Основы научных исследований в деревообработке. М.: МГУЛ, 2005. 305 с.

5. Посыпанов С.В., Песков И.А. Технология навигационной сплотки двухъярусных пакетных лесотранспортных единиц // Аллея Науки: [науч.-практ. электр. журнал]. 2018. № 5-8(21). С. 73–75.

6. Родионов П.М. Метод подобия и его применение к решению задач лесосплава. Л.: ЛТА, 1982. 84 с.

7. Харитонов В.Я., Посыпанов С.В. Опыт внедрения единого транспортного пакета вместо молевого лесосплава // ИВУЗ. Лесной журнал. 2007. № 1. С. 45–52.

8. Чекалкин К.А. Движение твердых тел в жидкости. Л.: ЛТА, 1981. 48 с.

9. Kleinstreuer С. Modern Fluid Dynamics. Springer Netherlands, 2010. 622 p.

10. Weisberg S. Applied Linear Regression: Third edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2005. 329 p.