Tính các tham số tỉ lệ cho đường kính thừng và chỉ lưới

Việc tính các tham số tỉ lệ độ thô (SD), mà độ thô này liên quan đến cường lực của chỉ hoặc thừng hoặc dây giềng trong mối quan hệ với các tải gây ra cần phải được xử lý riêng biệt.

Đối với các kiểu ngư cụ ở những nơi mà sức tải căng trong lưới có liên quan cơ bản đến tổng kích cỡ (diện tích) của ngư cụ, như trong lưới rùng hoặc lưới rê (SDt), có thể được tính bởi phương trình:

SDt=SV.Sf.Sm.SL.SE1Sσr.SE2 size 12{S rSub { size 8{ ital "Dt"} } =S rSub { size 8{V} } "." sqrt { { {S rSub { size 8{f} } "." S rSub { size 8{m} } "." S rSub { size 8{L} } "." S rSub { size 8{E1} } } over {S rSub { size 8{σr} } "." S rSub { size 8{E2} } } } } } {} (4.13)

Tuy nhiên, ở những nơi mà sức tải căng trong chỉ lưới bị gây ra cơ bản do bởi lực cản thủy động của lưới, như trong ngư cụ kéo được trang bị đầy đủ, khi đó:

SDt=SL.Sf.SEkSσr.SVSE22 size 12{S rSub { size 8{ ital "Dt"} } = { {S rSub { size 8{L} } "." S rSub { size 8{f} } "." S rSub { size 8{ ital "Ek"} } } over {S rSub { size 8{σr} } } } "." left ( { {S rSub { size 8{V} } } over {S rSub { size 8{E2} } } } right ) rSup { size 8{2} } } {} (4.13a)

Ngoại trừ những nơi lưới có D_t/2a lớn (>0.05) và lưới trong ngư cụ mới không tương ứng tốt với nguyên mẫu, S_Ek ≈ 1 và có thể được bỏ qua.

Hai tham số tỉ lệ mới (S_f và S_σr) cần được xác định trong phân tích trên là:

Tham số tỉ lệ (Sf) là tỉ lệ cho tham số an toàn về tải đối với chỉ lưới trong thiết kế mới (fn) so với trong nguyên mẫu (fp), nghĩa là:

Sf=fnfp size 12{S rSub { size 8{f} } = { {f rSub { size 8{n} } } over {f rSub { size 8{p} } } } } {} (4.14)

ở đây, tham số an toàn (f) được định nghĩa như là tỉ lệ của tải đứt (Fr) hay lực căng đứt của chỉ đến tải làm việc của nó (F), nghĩa là: f=FrF size 12{f= { {F rSub { size 8{r} } } over {F} } } {} (4.15)

Tham số tỉ lệ (Sσr) là tỉ lệ ứng suất đứt đối với chỉ trong thiết kế mới (σr) so với nguyên mẫu (σp), nghĩa là: Sσr=σrnσrp size 12{S rSub { size 8{σr} } = { {σ rSub { size 8{ ital "rn"} } } over {σ rSub { size 8{ ital "rp"} } } } } {} (4.16)

ở đây, ứng suất đứt (σr) đối với chỉ là lực căng (đứt) tối đa Fr trên đơn vị tiết diện St, thông thường được diễn tả trong kg/mm²: σr=FrSt size 12{σ rSub { size 8{r} } = { {F rSub { size 8{r} } } over {S rSub { size 8{t} } } } } {} (4.17)

Phương trình (4.13) hoặc (4.13a) cũng có thể được dùng như là một quan hệ đồng dạng bổ sung khi có quá nhiều tham số chưa biết, như đã được mô tả trong mục (4.5).

Nếu các tải lên chỉ lưới không phải gây ra do lực cản thủy động mà do việc gắng sức vùng vẫy hoặc do trọng lượng cá lớn mắc vào lưới, khi đó:

SDt=Sf.Sm3Sσr size 12{S rSub { size 8{ ital "Dt"} } = sqrt { { {S rSub { size 8{f} } "." S rSub { size 8{m} } rSup { size 8{3} } } over {S rSub { size 8{σr} } } } } } {} (4.18)

có thể được áp dụng để tìm ra SDt.

Phương trình (4.13) và (4.18) giúp cho việc tính toán SDt chỉ có giá trị khi độ thô chỉ Dt, cỡ mắt lưới m, hệ số rút gọn E, sức căng σ và tham số an toàn tải f là không đổi trên toàn bộ lưới. Nhưng nếu lưới có bao gồm các kiểu lưới khác nhau, thì phải áp dụng các giá trị trung bình của chúng. Dt¯ size 12{ {overline {D rSub { size 8{t} } }} } {}, m¯ size 12{ {overline {m}} } {}, E¯ size 12{ {overline {E}} } {} đã được tính rồi theo các công thức (3.11) đến (3.13), và tương tự cho σ¯ size 12{ {overline {σ}} } {} và f¯ size 12{ {overline {f}} } {}là:

σ¯=∑i=1kσi.Sti∑i=1kSti size 12{ {overline {σ}} = { { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {σ rSub { size 8{i} } "." S rSub { size 8{ ital "ti"} } } } over { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {S rSub { size 8{ ital "ti"} } } } } } {} (6.19) và f¯=∑i=1kfi.Sti∑i=1kSti size 12{ {overline {f}} = { { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {f rSub { size 8{i} } "." S rSub { size 8{ ital "ti"} } } } over { Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{k} } {S rSub { size 8{ ital "ti"} } } } } } {} (6.20)

Thí dụ 4.4

Tính độ thô của chỉ lưới rùng được kéo ở tốc độ tăng lên 20% và có cỡ mắt lưới tăng lên 20% so với lưới nguyên mẫu. Các kích thước, kiểu lưới và tải an toàn là như nhau. Tải căng trong lưới được giả định là tỉ lệ với tổng kích cỡ (diện tích) của ngư cụ, nghĩa là như nhau trong cả hai lưới và không bị ảnh hưởng bởi các thay đổi trong cỡ mặt lưới hay cỡ chỉ.

Giải:

Theo các điều kiện ở trên, SL=1,0; SV=1,2; Sm=1,2; Sf =1; SE1=1; SE2=1; Sσr=1. Từ công thức (4.13), ta có:

Điều này có nghĩa là độ thô chỉ lưới cần tăng thêm 30%.

Trong thực tế, một vài khác biệt từ các giá trị tính toán cho kích thước của các phần trong ngư cụ và các đặc trưng của lưới (Dt và a) là không thể tránh khỏi, bởi các vật liệu sẳn có thì ít khi phù hợp đúng với yêu cầu theo các đặc điểm chi tiết kỹ thuật. Nếu Dt và a sẳn có là khác biệt đáng kể so với yêu cầu của các giá trị được tính toán, cũng như đối với yêu cầu của ngư cụ (kích thước, lực cản, v.v..) thì có thể được tính toán lại, hoặc hệ số rút gọn cần phải sửa đổi để thích nghi với các khác biệt này.

Thí dụ 4.5

Tìm tham số an toàn về tải cho chỉ lưới rùng có cở mắt lưới tăng lên 1,5 lần so với nguyên mẫu, còn vật tư, đường kính chỉ, và hệ số rút gọn là như nhau. Kích thước lưới rùng tăng lên 15% và tốc độ kéo tăng lên 10%. Giả định rằng tải căng trong lưới thì tỉ lệ tương ứng với tổng kích cỡ của ngư cụ.

Giải:

Theo các điều kiện mô tả trên, ta có: Sm=1,5; Sσr=1; SD=1; SE1=SE2=1; SL=1,15; SV=1,1. Từ công thức (4.3), ta có:

Vậy, tham số an toàn tải của chỉ trong lưới rùng mới thì bằng một nữa so với nguyên mẫu. Tuy nhiên cũng cần áp dụng công thức (4.13a) về ảnh hưởng của các thay đổi này đối với tham số an toàn khi mà sức căng tải trong lưới bị gây ra cơ bản do lực cản của lưới.

Ta biết rằng độ thô dây giềng phải bảo đảm đủ sức chịu tải trong quá trình làm việc. Do vậy dây giềng ( hay thừng) cần phải có một tham số an toàn cho nó. Vấn đề sẽ đơn giản khi các đặc trưng của thừng nguyên mẫu được biết trước. Khi đó, để tính tham số tỉ lệ SDℓ cho đường kính dây giềng trong thiết kế mới và trong nguyên mẫu thì biểu thức dưới đây (4.21) có thể được áp dụng :

SDl=Sf⋅SFSσr size 12{S rSub { size 8{ ital "Dl"} } = sqrt { { {S rSub { size 8{f} } cdot S rSub { size 8{F} } } over {S rSub { size 8{σr} } } } } } {} (4.21)

ở đây: Sf=fnfp size 12{S rSub { size 8{f} } = { {f rSub { size 8{n} } } over {f rSub { size 8{p} } } } } {} (4.22) - là tỉ lệ của các tham số an toàn cho thừng,

còn SF=FnFp size 12{S rSub { size 8{F} } = { {F rSub { size 8{n} } } over {F rSub { size 8{p} } } } } {} (4.23) - là tham số tỉ lệ chung của các lực,

và S=σrnσrp size 12{S= { {σ rSub { size 8{ ital "rn"} } } over {σ rSub { size 8{ ital "rp"} } } } } {} (6.24) - là tham số tỉ lệ cho ứng suất đứt (lực căng đứt trên đơn vị tiết diện) của thừng trong thiết kế mới và nguyên mẫu.

Thí dụ 4.6

Đường kính dây cáp kéo lưới rùng là bao nhiêu khi lực kéo lên bờ (hoặc lực cản) lớn hơn 1,5 lần so với nguyên mẫu, trong khi đó vật liệu và hệ số an toàn là như nhau.

Giải:

Theo các điều kiện mô tả trên, ta có: SF=1,5; Sf=1; Sσr=1. Khi đó, áp dụng phương trình (4.21), ta có:

Vậy, đường kính cáp kéo lưới rùng mới cần phải tăng lên 22% so với nguyên mẫu.