Повышение эффективности промысловой эксплуатации траулеров на основе факторного анализа их тяг

• Автор: Рязанова, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.18.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Анализ литературы по теме исследования.

1.1 Методы расчета тяговых характеристик судов.

1.2 Методы расчета мощности, развиваемой главным двигателем

1.3 Идентификация эксплуатационнотехнических характеристик рыболовных тралов

1.4 Техническая эксплуатация системы судно трал

1.5 Выводы по главе 1 и постановка задач собственных исследований

Глава 2 Исследование тяговых характеристик траулеров.

2.1 Тяговые характеристики новых траулеров

2.2МетодОпреДСленйя тяги нового судна типа Атлангик.

2.3 Метод определения тяги нового БМРТ типа Прометей

2.4 Метод определения тяги нового судна пр. А3 типа
Орленок.
2.5 Метод определения тяги нового судна пр. типа Пулковский меридиан
2.6 Метод определения тяги новых судов пр. А8 типа Моонзунд.
2.7 Метод определения тяги судна пр. типа Керчанин
Глава 3 Методика определения степени загрузки главного
двигателя
3.1 Метод определения загрузки главного двигателя на судах
пр. А8 типа Моонзунд.
3.2 Метод определения загрузки главного двигателя на БМРТ
типа Прометей.
3.3 Доказательство обоснованности применения статистических характеристик
3.4 Метод определения степени загрузки ГД на БМРТ типа Атлантик.
3.5 Методика определения относительной мощности ГД судов пр. типа Пулковский меридиан и пр. 0 типа Антарктида
3.6 Методика определения относительной мощности ГД судов
пр. А3 типа Орлнок
Глава 4 Исследование фактических тяг траулеров
4.1 Обоснование методики определения фактической тяги
траулера
4.2 Упрошенная методика определения потери тяги.
4.3 Практическая проверка приемлемости определения фактической тяги.
Глава 5 Методика идентификации эксплуатационнотехнических характеристик тралов.
5.1 Методика получения математических моделей тралов.
5.2 Технические паспорта некоторых тралов
5.3 Рекомендации по подбору трала в зависимости от фактической тяги судна
Заключение.
Библиографический список использованной литературы
Приложение А.
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г.
Приложение Д
Приложение Е
Введение
Диссертационная работа посвящена повышению эффективности промысловой эксплуатации траулеров. Повышение эффективности предлагается достигать путем внедрения результатов исследований, полученных в ходе выполнения диссертационной работы. К результатам исследований относится разработка метода определения фактической тяги траулеров, метода определения степени загрузки главных двигателей ГД траулеров методика оперативного определения эксплуатационнотехнических характеристик рыболовных тралов и методика подбора тралов к судам по их тяговым характеристикам.
Новые знания дают возможность оценить статистические характеристики фактических тяг траулеров по их типам и на этой основе проектировать размерный ряд тралов, наиболее отвечающий текущему техническому состоянию флота.
Проблема повышения эффективности промысловой эксплуатации судов тралового флота возникла в конце х годов прошлого века. По мере роста спроса на рыбную продукцию и различные гидробионты, развивалась и рыбная отрасль. Строились новые рыбные порты и расширялись существующие, рос количественно и качественно флот, росло число занятых в рыбной отрасли людей, в стране расширялась сеть холодильников, обрабатывающих предприятий, торговая сеть и специализированные средства транспорта. Отрасль была прибыльной и развивалась бурно. О динамике развития отрасли говорят цифры 5 млн. тонн добычи в году и ,8 млн. гони в . До х годов в отрасли преобладали донные тралы, которые не нагружали судовые силовые установки более чем на . Имевшиеся резервы мощности нельзя было использовать по двум причинам вопервых, резервы можно использовать для увеличения скорости траления, но на практике этого не требовалось, т.к. донные объекты лова хорошо облавливались на скоростях 3,,0 узла, а рост скорости даже приводил к снижению уловов см. Коротков В.К. С. 2 вовторых, резерв мощности можно было использовать на увеличение размеров тралов, но и
этот путь не нашел развития на практике, так как с увеличением размеров тралов увеличивалась и вероятность аварии от зацепа с препятствием на дне. Неслучайно, что созданные донные тралы Треска и Хек4М применялись лет с различных по тяге судов от БМРТ пр. 4 до БМРТ типа Прометей.
На смену донным пришли пелагические тралы. Так как пелагические объекты лова имеют три оси для ухода от орудия лова, это обстоятельство сразу потребовало резкого увеличения размеров тралов и скоростей траления. Для иллюстрации отметим, что донные тралы имели вертикальное раскрытие от 3 до метров и скорость траления от 3 до 4 узлов, а пелагические тралы имеют вертикальное раскрытие до 0 метров и скорость траления до 7 узлов. Внедрение пелагических тралов дало отрасли огромные приросты уловов, но и породило массу проблем. Основная из них главные двигатели траулеров стали нагружать до предела, мощностей стало не хватать. Это привело к быстрой смене нескольких поколений судов, мощность ГД которых менялась от кВт Тропик до кВт Моонзунд . Появление новых судов вело к появлению новых тралов, которые были все больше и гидродинамически все тяжелей. Появились проблемы с перегрузками ГД и, как следствие, с повышенными темпами их износа, не редки, стали аварии с ГД. В е годы появился острый дефицит объема судоремонта, все труднее было выставлять на промысел плановое количество судов. В отрасли самой приоритетной и финансируемой стала комплексная целевая программа КЦП Судоремонт. Именно тогда началось бурное развитие теории и практики систем эксплуатации флота, развивался объем судоремонтных предприятий, велись научные исследования в области повышения эффективности эксплуатации системы суднотрал. После года отрасль распалась на мелкие части и в условиях кризиса начала деградировать. Научные исследования не финансировались, научные коллективы распались. Флотом южного бассейна, преемником которого стала Украина, в лучшие годы добывалось от 1 до 1,5 млн. тонн
гидробионтов, в настоящий момент добыча упала в раз. С учетом потребностей сегодняшнего дня и, особенно, на перспективу необходимо продолжать исследования, направленные на повышение экономической эффективности траулеров. Наши исследования позволяют расширить возможности судовых экипажей в определении степени загрузки ГД, в определении фактической тяги траулеров, в определении важнейших характеристик тралов и в более обоснованном выборе их для судов. Все это позволит уменьшить темпы износа и число аварий с ГД изза перегрузок, сократить время простоя в ремонте, увеличить эксплуатационное время, а, следовательно, и добычу.
Из теории корабля известно, что при установившейся скорости движения располагаемая тяга есть разница между упором винта и сопротивлением корпуса. Известно, что на скорости полного свободного хода располагаемая тяга равна нулю. Но поскольку скорость траления составляет лишь часть скорости полного хода, то появляется значительная располагаемая тяга, которую тратят на преодоление сопротивления трала. Именно эта величина располагаемой тяги на скорости траления является основой для проектирования конкретной конструкции трала. Практика показала, что пределы изменения тяги очень широки до от начального значения. Это обстоятельство заставило нас считать первоочередной задачей разработку методики определения фактической тяги траулера, доступной членам судовых экипажей. В ходе решения основной проблемы всплыла не решенная на практике задача достоверного определения степени загрузки главного двигателя.
Анализ практики эксплуатации судов показал, что фактическая тяга судов и степень нагружения цилиндров ГД являются случайными величинами. По этой причине в своих исследованиях мы использовали методы математической статистики, определяя законы распределения случайных величин, создавая математические модели для их описания и производя оценку достоверности полученных материалов.
Поскольку предметом исследования является система суднофал, стало необходимым поставить в задачу исследования и методику оперативного определения эксплуатационнотехнических характеристик тралов. Для этого необходимо обосновать форму технического паспорта обосновать перечень основных характеристик трала, подлежащих паспортизации, разделить важнейшие характеристики на факторы и на функции отклика, разработать методику технической паспортизации, доступную для использования на промысле членам судовых экипажей.
Завершающая задача это методика подбора тралов к судам по техническим паспортам первых и фактической тяге вторых. При этом мы исходим из того, что задача подбора трала к судну многовариантная, т.к. для одной и той же тяги можно подобрать несколько тралов, насфоенных. поразному. Для придания однозначности решения в этом случае мы предлагаем использовать методику Ю.В. Кадильникова , которая позволяет оценить улов для каждого варианта подбора и выбрать лучший.
Результаты работы в разное время внедрялись на судах ОАО Керченский рыбокомбинат, Калининградской базы тралового флота, ПО Керчьрыбпром, ППО Юфыбпоиск. Внедрялись результаты работы в учебный процесс в Керченском государственном морском технологическом университете в виде методических указаний к выполнению практических работ и курсовых проектов.
Актуальность


Результаты работы внедрены в различные рыбохозяйственные организации в виде инструкций и рекомендаций, кроме того, результаты внедрены в учебный процесс при подготовке судоводителей, судомехаников и добытчиков. Личный вклад диссертанта состоит в сборе и обработке статистических данных о тяговоскоростных характеристиках траулеров в постановке натурного эксперимента с тралами на судах пр. Керчанин в обработке статистических и опытных данных по техническим характеристикам тралов в разработке рекомендаций для промышленности. Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили положительный отзыв на научнотехнических конференциях профессорскопреподавательского состава Керченского государственного морского технологического университета Керчь, годы. Использование результатов работы. Публикации. Основные положения и результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 9 печатных работах. Из них две работы в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России и семь в издании, рекомендованном ВАК Украины. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и 6 приложений. Общий объем 0 страниц страниц с учетом приложений, в том числе, рисунков, и таблицы. Библиографический список литературы состоит из наименований, из которых 4 иностранные. ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Литературных источников, так или иначе относящихся к проблеме определения тяговых характеристик судов, чрезвычайно много, т. В данном обзоре ограничимся рамками исследований, посвященных рыболовному флоту, а точнее только траулерам. По траулерам наиболее полные сведения о тягах имеются в работах,, , . В работе приводится, что полезная тяга гребных винтов траулеров Ре при установившейся скорости траления V расходуется на преодоление сопротивления судна и агрегатного сопротивления трала , т. Буксировочная мощность 6, необходимая для перемещения судна с тралом с заданной скоростью рассчитывается по 1. Vт 1. И, . В зависимостях 1. Пп КПД передачи редуктора, если он есть. Кпол сопротивление воды, Явозд сопротивление воздуха. Сопротивление давления деляг на сопротивление формы Кф и волновое сопротивление . Я, А, 1. Сопротивление формы и волновое часто объединяют в т. Получаем первый важный вывод сопротивление корпуса судна пропорционально скорости движения как в первой 1. Ял Л1У АГ2, 1. Сведения о сопротивлении подводных частей корпусов траулеров приведены в таблице 1. С. . Таблица 1. Тип судна Соп ротивление , кН, при скорости V, узл. БМРТ пр. БМРТпр. РКТС И. В последующих частях своего исследования мы обработаем данные из таблицы 1. Ниже приведены сведения о факторах, влияющих на ходкость судна. Изменение водоизмещения по
1. V скорость при эффективной мощности на валу Г4С и водоизмещении Мь У2 скорость при Ыс2 и М2. В это широкое понятие входят гофрировка корпуса, шероховатость и обрастание корпуса. Гофрировка корпуса создается многочисленными швартовками, навалами, плаванием во льдах и в тяжелых штормовых условиях. Она является необратимым старением корпуса и может привести к росту сопротивления корпуса до . Шероховатость корпуса характеризуется среднеквадратичным значением бугров и измеряется в мкм. Принято , что рост шероховатости на мкм приводит росту сопротивления на 2,5. Среднюю шероховатость окрашенного корпуса оценивают в 5 мкм, идеально окрашенную в мкм, плохо окрашенную в 5 мкм. Эго означает, что для обеспечения постоянной скорости при плохом качестве окраски корпуса мощность ГД надо увеличить на , а при хорошем качестве сократить на 8 по сравнению со средним качеством окраски корпуса. Обрастание корпуса. Корпус обрастает зелеными водорослями и животными балянусами. Дополнительный коэффициент сопротивления изза обрастания можно рассчитать по зависимости 1. Обрастание лопастей винта. А у уш У . Т 0,6 , 1. ДЛе 0 1, 3, , 1. Ш относятся к шероховатым лопастям, а ГЛ к гладким, Кг средняя высота неровностей в мкм. К, мкм. Величина Рсо определяется путем испытаний моделей судов в волновом бассейне. В работе 6 обработаны данные модельных испытаний и зависимость 1. ГРсотЛ , 1.