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pa单丝网片在底拖网设计中的应用研究

PA单丝网片在底拖网设计中的应用研究

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作者：俞鸿源浙江海洋大学

学位级别：硕士

海洋渔业作为人类长期以来生存和发展的基础,对亿万民众的食物、营养和就业有着至关重要的作用。底拖网捕捞渔业具有主动性好、经济效益较高等优点,是海洋渔业中十分重要的作业方式。但是随着渔业资源的衰退及海洋保护意识的增强,拖网... 详细信息

海洋渔业作为人类长期以来生存和发展的基础,对亿万民众的食物、营养和就业有着至关重要的作用。底拖网捕捞渔业具有主动性好、经济效益较高等优点,是海洋渔业中十分重要的作业方式。但是随着渔业资源的衰退及海洋保护意识的增强,拖网渔业产量呈逐年下降趋势。同时,国际燃油价格始终维持高位使得底拖渔业的作业成本居高不下。面对底拖网产量逐渐萎缩、捕捞成本持续增加的困境,减小底拖网阻力、降低油耗成为底拖网研究的重要课题之一。本文以底拖网网具系统为研究对象,围绕着网具系统的节能减阻开展了一系列研究工作。通过多个试验,将网片、网具、网板串联起来,构成了一个简化的底拖网网具系统。由此系统的研究了设计因素(网衣材料、网目尺寸、网线直径、网板类型、网板参数等)、操作因素(拖速、曳纲长度)及环境因素(底质)对于网具系统阻力的影响。本研究对于能源节约型网具系统的开发有着重要的参考意义,也为提高底拖网网具系统的自动化程度和控制性能提供了理论依据。本文首先分析了本次研究的背景和意义,阐述了底拖网系统减阻方面相关研究的进展研究现状,介绍了本课题的研究内容。接着从网片的水动力特性出发,验证了pa单丝网片应用于底拖网的可行性。在平面网片的水动力特性方面,当平面网片垂直于水流时,pa单丝网片阻力系数C平均比pa复丝网片的小9.8%,比UHMWPE网片大17.3%。平面网片平行于水流时,pa单丝网片的阻力系数C比pa复丝网片大16.6%,比UHMWPE网片大35.3%。不同材料网片的拉伸力学特性的试验结果显示pa单丝网片的强度比pa复丝网片大27.7%;pa单丝网片的断裂伸长率略大于pa复丝网片,明显优于UHMWPE网片。综上所述,pa单丝网片在底拖网应用上有其特有优势。结合网片水动力特性与拉伸力学特性的研究结果制作模型网,通过水槽试验探究不同材料网具的性能差异。针对pa单丝和UHMWPE的拉伸力学特性,在水槽试验中我们将pa复丝底拖网的网袖和网盖部分分别替换为网目尺寸更大,网线更细的pa单丝网片和UHMWPE网片。试验结果发现:与pa复丝网相比,pa单丝网和UHMWPE网均能维持网口的垂直扩张,保证捕捞效率;pa单丝网能减小阻力32.9%,UHMWPE网能减小阻力36.2%;pa单丝网和UHMWPE网均能减小网口横向扩张力,在拖曳中可以搭配面积更小的网板,使得拖网系统的阻力进一步减小。为更深入探究pa单丝底拖网的网具性能,将pa复丝模型网、pa单丝模型网和UHMWPE模型网搭配HLTD、立式V型、双翼式网板构成网具系统进行拖曳水槽试验。试验结果表明:与pa复丝网相比,在网具系统中使用pa单丝网或UHMWPE网能减小的曳纲总张力30%左右;其中pa单丝网和HLTD网板的搭配是最佳组合;网具系统的阻力并不是网板阻力和拖网网具阻力之和,它们之间存在相互影响;底质和拖曳高度等因素也会对网具系统的阻力产生明显影响。文章的最后对本论文的研究工作进行了概述,提出了本论文的主要结论及创新点,并反思不足,展望下一步的研究方向和研究内容。

关键词： pa单丝网片底拖网拖网系统模型试验低阻力

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