Разработка технологии лесосплава с использованием пульсирующих потоков при наличии естественных течений

• Автор: Актуганов, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 318 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Поверхностные водные потоки, возбужденные стационарными затопленными струями жидкости
1.2. Пульсирующие водные потоки, возбужденные импульсными затопленными струями жидкости

1.3. Гидравлические потокообразователи

1.4. Выводы и задачи исследований

2. Основные вопросы методики исследования

2.1. Экспериментальная установка. Тарировка приборов и измерительной аппаратуры

2.1.1. Описание гидродинамического стенда

2.1.2. Модель импульсного потокообразователя

2.1.3. Измерительная аппаратура
2.1.4. Тарировка струеобразующих насадков
2.1.5. Тарировка трубки ПитоПрандтля
2.2. Определение диапазонов исследуемых величин
2.3. Гидравлическое моделирование исследуемых явлений
2.3.1. Моделирование гидравлических струй и потоков
2.3.2. Моделирование шероховатости
2.3.3. Моделирование круглых лесоматериалов и пучков
3. Теоретические исследования распространения импульсных гидравлических струй и пульсирующих водных потоков при наличии естественных течений
3.1. Импульсная гидравлическая струя
3.1.1. Исследование распространения импульсной струи
на начальном участке
3.1.2. Исследование распространения импульсной струи на основном участке при наличии спутного течения в окружающей жидкости
3.2. Двухмерный пульсирующий поток в ограниченном водном пространстве при наличии естественных течений
3.2.1. Влияние ограничения потока на его скоростной режим
3.2.2. Исследование распространения пульсирующего потока при наличии спутного течения в ограниченном свободной поверхностью водном пространстве
3.2.3. Исследование распространения пульсирующего потока при наличии встречного течения в ограниченном свободной поверхностью водном пространстве
4. Экспериментальное исследование затопленных импульсных
гидравлических струй и возбужденных ими пульсирующих
потоков при наличии естественных течений
4.1. Максимальная величина и характер изменения переменного напора при импульсном режиме работы потокообразователя
4.2. Форма граничной кривой единичного импульса свободной импульсной струи при различных скоростях спутного течения в окружающей жидкости
4.3. Начальный участок импульсной струи
4.4. Осевая скорость фронта импульсной струи на основном участке при наличии естественных течений
4.5. Экспериментальное определение скоростного коэффициента р для свободной импульсной струи
4.6. Осевая скорость пульсирующего потока в прямолинейном коридоре при наличии естественного течения
4.7. Пульсирующий поток в криволинейном коридоре при наличии спутного течения
5. Использование пульсирующих потоков в технологических
процессах лесосплава
5.1. Исследование движения круглых лесоматериалов в спут
ном пульсирующем потоке 1
5.2. Исследование движения сплоточных единиц пучков в спутном пульсирующем потоке
5.3. Конструкция экспериментального образца импульсного потокообразователя
5.4. Испытание экспериментального образца импульсного потокообразователя
5.5. Технологическая схема формирования однорядных лент с использованием импульсного потокообразователя
5.6. Технология лесосплава однорядных лент из круглых лесоматериалов с использованием сплоточной машины БТИ
5.7. Технология лесосплава лент из пучков
5.8. Расчет экономической эффективности применения импульсного потокообразователя
6. Выводы и рекомендации
Список использованной литературы


На подобном же принципе основана работа импульсного водомета ИВ4, опробованного в отделе быстропротекающих процессов Института гидродинамики СО АН СССР совместно с сотрудниками Якутского филиала СО АН СССР под руководством Войцеховского Б. В. . МПа. Длина струи выбрасываемой из водомета при выстреле составила около м. Атанов Г. А. и Кокин В. В. предложили оригинальную конструкцию импульсного водомета с маховиковым накопителем энергии 7. Получение струй в водомете основано на принципе вытеснения жидкости через отверстие экструзия. Ствол импульсного водомета заправляется жидкостью, которая одновременно перемещает поршень в исходное положение. Маховик, перемещаясь по направляющей, выступом входит в контакт с торцом поршня и перемещает его в стволе, вытесняя жидкость через сопло. Теория гидравлического удара легла в основу потокообразователя с механическим отсекателем. Исследования по разработке таких устройств были проведены проф. Поляниным А. Я., предложившим ряд импульсных потокообразователей с плоскими и роторными отсекателями. Испытания модели роторного ускорителя с насосом мощностью кВт и производительностью м3час показали, что при средней начальной скорости истечения импульсной струи 1,2. Рис. Потокообразователи в натурную величину мощностью 2. Вт были разработаны и изготовлены в гидравлической лаборатории Марийского политехнического института под руководством проф. Дмитриева Ю. Я. и проф. Полянина А. Я. и прошли испытания на лесосплавных предприятиях Кировской области и Республики Марий Эл. Вопросы исследования пульсирующих гидравлических потоков при наличии естественных течений с целью их применения в практике лесосплава имеют большой научный и практический интерес, поскольку позволяют осуществить переход к новым высокоэффективным и ресурсосберегающим технологиям производства. Отсюда, изучение возбужденных импульсными гидравлическими струями пульсирующих потоков жидкости в неограниченном и ограниченном водных пространствах при наличии естественных течений является перспективным и актуальным. Теоретическими и экспериментальными методами изучить влияние естественного течения окружающей жидкости на геометрические и кинематические параметры возбужденного импульсной струей пульсирующего потока в ограниченном водном пространстве. Экспериментально изучить влияние граничных условий на развитие пульсирующих потоков жидкости, распространяющихся при наличии спутного и встречного течения жидкости. Уточнить на основании экспериментальных данных предлагаемые аналитические зависимости введением поправочных коэффициентов. Экспериментально изучить движение лесоматериалов в пульсирующем потоке жидкости при наличии естественных течений применительно к существующим лесосплавным рейдам приплава. Предложить новую, более эффективную конструкцию потокообразователя, создающего пульсирующие потоки, и разработать технологические схемы его использования в лесосплаве. Внедрить результаты исследований в производственный процесс. Экспериментальная установка. Исследование закономерностей распространения импульсных гидравлических струй в неограниченном водном пространстве и возбужденных ими пульсирующих потоков в ограниченном пространстве тех же физических свойств при наличии спутного или встречного потока проводилось на экспериментальной установке, которая была сконструирована и изготовлена под руководством автора в экспериментальной лаборатории МарГТУ по аналогии с установкой, разработанной проф. Поляниным А. Я. , с выполнением некоторых конструктивных изменений, вызванных новой методикой исследования. При проведении запланированной серии экспериментов нами были разработаны и использованы различные типы испытательных лотков и коридоров. Экспериментальное исследование закономерностей распространения импульсной гидравлической струи в окружающем пространстве тех же физических свойств при наличии спутного потока на участке длиной до со проводилось в стеклянном гидравлическом лотке длиной Юме прямоугольным поперечным сечением 0,3x0,3 м рис. Конструкция данного лотка была спроектирована проф. Поздеевым А.