У статті коротко розглядаються процеси утворення торосів, виникнення тиску в пакових льодах і їх взаємодії з прибережними платформами. Метою даної роботи є дослідження моделей ймовірних умов формування торосів в залежності від товщини і ширини льоду. Представлені три основних випадку взаємодії крижаного покриву (навалу) з грядообразованіем. Проаналізовано можливі методи боротьби з утвореннями накопичень льоду для даних ситуаційних моделей. Одним із завдань при проектуванні споруди для арктичного шельфу є вдосконалення методології визначення льодових навантажень на морські платформи. Грядообразованіе може стати причиною додаткового тиску на спорудження і вимагає ретельного вивчення і аналізу.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Фоміна О.В., Юн Д.Х.


ANALYSIS OF THE INTERACTION OF ICE FRAGMENTS WITH THE CONSTRUCTION OF COASTAL SHELF

The article briefly discusses the formation of hummocks, the appearance of pressure in pack ice and their interaction with coastal platforms. The aim of this work is to study models of possible conditions for the formation of hummocks depending on the thickness and width of ice. Three main cases of interaction of the ice cover (bulk) with ridge formation are presented. Possible methods of combating ice accumulation formations for these situational models are analyzed. One of the tasks in designing a construction for the Arctic shelf is to improve the methodology for determining ice loads on offshore platforms. Ridging can cause additional pressure on structures and requires careful study and analysis.


Область наук:
  • Енергетика і раціональне природокористування
  • Рік видавництва діє до: 2017
    Журнал: Міжнародний науково-дослідний журнал
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ Взаємодія уламки ЛЬОДУ З СПОРУДАМИ прибережному шельфу'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ Взаємодія уламки ЛЬОДУ З СПОРУДАМИ прибережному шельфу»

    ?7. Річардсон Р. Можливості фінської прибиральної техніки в Канаді: Наукові доповіді / Р. Річардсон, Д. Алломакі - Гельсінкі Фінська дослідний інститут лісу, 1992. - C. 41-48.

    8. Александров В. А. Основи проектування лісозаготівельних машин і устаткування: навчальний посібник під грифом Міністерства освіти та науки РФ / В. А. Александров, Я. І. Шестаков, І. Н. Багаутдинов, Н. Р. Шоль. - Ухта: УГТУ, 2007. -298 с.

    9. Іванов А. С. Організація забезпечення працездатності рухомого складу автотранспортного підприємства [Текст]: навчальний посібник / А.С. Іванов. - Пенза: РІО ПГСХА. - 2001. - 166 с.

    10. Александров М. П. Підйомно-транспортні машини: підручник / М. П. Александров. - М .: Вища школа, 1985. - 504 с.

    Список літератури англійською мовою / References in English

    1. Murashev V. P. Roboty i manipulatory v lesnom komplekse: uchebnik [Robots and manipulators in the forestry sector] / V. P. Murashev. - Moskva: Mashinostroenie, 2008. - 235 p. [In Russian]

    2. Anisimov G. M. Lesnye mashiny (traktory, avtomobili, teplovozy): uchebnik dlja VUZov [Forestry machines (tractors, cars, locomotives)] / edited by G. M. Anisimova. - Moskva: Lesnaja promyshlennost ', 2011. - 507 p. [In Russian]

    3. Kotikov V. M. Teorija i konstrukcija mashin i oborudovanija otrasli (kolesnye i gusenichnye lesnye mashiny): uchebnik [Theory and design of the machinery and equipment industry (wheeled and tracked forest machines)] / edited by V. M. Kotikova. - 2nd edition. - Moskva: MGUL, 2007. - 353 p. [In Russian]

    4. Gorbachevskij V. A. Avtomobili na vyvozke lesa. Problema mehanizacii lesozagotovok: uchebnoe posobie [Vehicles for transporting forest. The problem is mehanzali logging] / V. A. Gorbachevskij. - Moskva: Goslesbumizdat, 2007. - 156 p. [In Russian]

    5. Shegel'man I. R. Tehnicheskoe osnashhenie sovremennyh lesozagotovok: uchebnoe posobie [Technical equipment of modern logging] / I. R. Shegel'man I. R., V. I. Skrypnik, O. I. Galaktionov. - Sankt-Peterburg: Prof-inform, 2005. - 336 p. [In Russian]

    6. Pyndak V. I. Povyshenie jeffektivnosti gidroprivoda mashin s.-h. naznachenija: uchebnoe posobie [Increase of efficiency of hydraulic machines. C. destination] / V. I. Pyndak. - Volgograd: VSHI, 2008. - 28 p. [In Russian]

    7. Richardson R. Vozmozhnosti finskoj uborochnoj tehniki v Kanade: Nauchnye doklady [Finnish harvesting machinery in Canada] / R. Richardson, D. Allomaki - Hel'sinki: Finskij issledovatel'skij institut lesa, 1992. - C. 41-48. [In Russian]

    8. Aleksandrov V. A. Osnovy proektirovanija lesozagotovitel'nyh mashin i oborudovanija: uchebnoe posobie pod grifom Minobrnauki RF [The Basis of design of forest machines and equipment] / V. A. Aleksandrov, Ja. I. Shestakov, I. N. Bagautdinov, N. R. Shol '. - Uhta: UGTU, 2007. - 298 p. [In Russian]

    9. Ivanov A. S. Organizacija obespechenija rabotosposobnosti po-dvizhnogo sostava avtotransportnogo predprijatija: uchebnoe posobie [The organization ensure the efficiency of the rolling stock of the motor transportation enterprise] / A. S. Ivanov. - Penza: RIO PGSHA, 2001. - 166 p. [In Russian]

    10. Aleksandrov M. P. Pod # jomno-transportnye mashiny: uchebnik [Lifting-transport machines] / M. P. Aleksandrov. -M .: Vysshaja shkola, 1985. - 504 p. [In Russian]

    DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.65.102 Фоміна А.В.1, Юн Д.Х.2

    1,2Студент,

    Далекосхідний Федеральний університет, кафедра Гідротехніки, теорії будівель і споруд, г.

    Владивосток

    АНАЛІЗ Взаємодія уламки ЛЬОДУ З СПОРУДАМИ прибережному шельфу

    Анотація

    У статті коротко розглядаються процеси утворення торосів, виникнення тиску в пакових льодах і їх взаємодії з прибережними платформами. Метою даної роботи є дослідження моделей ймовірних умов формування торосів в залежності від товщини і ширини льоду. Представлені три основних випадку взаємодії крижаного покриву (навалу) з грядообразованіем. Проаналізовано можливі методи боротьби з утвореннями накопичень льоду для даних ситуаційних моделей. Одним із завдань при проектуванні споруди для арктичного шельфу є вдосконалення методології визначення льодових навантажень на морські платформи. Грядообразованіе може стати причиною додаткового тиску на спорудження і вимагає ретельного вивчення і аналізу.

    Ключові слова: шельфове спорудження, лід, стійкість, безпеку.

    Fomina A.V.1, Yun D.X.2

    1,2Student

    Far Eastern Federal University, Department of hydrotechnics, theory of buildings and structures, Vladivostok ANALYSIS OF THE INTERACTION OF ICE FRAGMENTS WITH THE CONSTRUCTION OF COASTAL

    SHELF

    Abstract

    The article briefly discusses the formation of hummocks, the appearance ofpressure in pack ice and their interaction with coastal platforms. The aim of this work is to study models ofpossible conditions for the formation of hummocks depending on the thickness and width of ice. Three main cases of interaction of the ice cover (bulk) with ridge formation are presented. Possible methods of combating ice accumulation formations for these situational models are analyzed. One of the tasks in

    designing a construction for the Arctic shelf is to improve the methodology for determining ice loads on offshore platforms. Ridging can cause additional pressure on structures and requires careful study and analysis.

    Keywords: Shelf construction, ice, stability, safety.

    В останні роки освоєння територій Крайньої Півночі є важливим завданням Росії, що вимагає проведення великого обсягу наукових досліджень. Величезні запаси корисних копалин, зокрема, запасів нафти і газу, відкриті в морській зоні даного регіону, вимагають розробки ледостойких шельфових платформ. Наявний досвід і розробки зарубіжних компаній не завжди можливо використовувати в якості прототипу, так як споруди для експлуатації повинні бути спроектовані з урахуванням конкретних кліматичних умов, характерних для арктичної шельфової зони. Однією з комплексних завдань, що має велике практичне значення, є вдосконалення методології визначення льодових навантажень на морські платформи. Морські ледостойких платформи повинні відповідати ряду вимог з безпеки експлуатації. На стадії проектування дане питання не може бути вирішене, так як необхідно знати льодове навантаження при взаємодії з льодовими утвореннями (стамухі, тороси). Існуюча нормативна документація, що включає в себе методи визначення загальних льодових навантажень, не дозволяє виконати розрахунки з достатньою точністю. Вимоги точності розрахунків забезпечують безпеку експлуатації і економічну доцільність.

    Під льодовою навантаженням розуміється максимальна горизонтальна сила, діюча на платформу з боку дрейфуючого льоду. Необхідно враховувати навантаження від вітру, хвиль, течій, які в сумі з льодової навантаженням не перевищують величину, необхідну для зсуву платформи, що може привести до пошкодження бурового обладнання.

    Напруга і тиск в товщах дрейфуючого льоду створює прибережний навал льоду (торосів). Крім того, спостереження за береговими лініями, стамухамі і широкими структурами, показують, що лід найчастіше утворюється поза площиною. Процес нагромадження уламків льоду друг на друга називається грядообразованіем. На рис. 1 показано грядообразованіе навколо нафтової шельфової платформи Моликпак [1, С. 280], [9, С. 31]

    Мал. 1 - Грядообразованіе поблизу морської платформи Моликпак о. Сахалін.

    По взаємодії крижаного покриву (навалу) з грядообразованіем можна розділити на три основних випадку [2, З 189]:

    Взаємодія льоду з грядою торосів. В даному випадку відбувається нагромадження уламків льоду на верхню частину льодовикового покриву. Наростаючий лід збільшує висоту вітрила торосів, що підвищує його стійкість. Цей випадок може бути досить ефективно змодельовано з використанням існуючих алгоритмів для льодових навантажень на похилі структури. Використовуваний алгоритм був спочатку розроблений в 1980 році, щоб пояснити зрив крижаного покриву. Пізніше він був доопрацьований в 1994 році для аналізу освіти крижаного покриву на схилі. Спочатку алгоритм був розроблений як 2Б-модель (з 3Б-корекцією на вигин) [2, с. 190].

    Взаємодія льоду з грядообразованіем і наростанням в нижній частині. Даний процес не так легко спостерігати і фіксувати, так як він проходить під водою. Цей випадок аналізується з алгоритмом як в першому випадку, але з однією зміною. Ця зміна пояснюється тим, що всі сили тяжкості є силами плавучості. Основною причиною підвищення навантаження є збільшення глибини кіля.

    Взаємодія льоду з грядою торосів, що ведуть до зриву.

    Використовується дуже спрощений підхід, заснований на збої фундаменту в грунтової механіці. У грунтовій механіки руйнування підстав використовується величина К (число, засноване на довжині площині відмови) в діапазоні 5-9 в залежності від форми і глибини проникнення. Ці значення також сумісні з теорією пластичності. У простих розрахунках використовують базовий випадок з величиною До рівній 9. Передбачається, що опорна зона заснована на блоці, перпендикулярному зустрічному льоду, довжина якого в два рази перевищує товщину льоду. Це істотно подвоює лінійну навантаження для заданої товщини льоду [2, С. 192].

    Для того, щоб об'єднати вищезазначені випадки для гряди торосів, спочатку необхідно розробити систему, що враховує кореляцію між товщиною льоду, висотою вітрила і глибиною кіля. На думку різних дослідників, чим товще лід, тим більше гребені вітрил і килей. Були запропоновані різні механізми для обмеження розміру торосів на основі вихідної товщини льоду. Оскільки аналізи для кожного випадку є 2-мірними, лінійні навантаження для кожного нагоди не будуть змінюватися в залежності від ширини, якщо всі інші параметри різняться [3, С. 22]. У природних умовах освіту однакових по ширині висоти парусність і

    глибини кіля малоймовірно. Кореляції для цих параметрів, засновані на польових вимірах, матимуть тенденцію до верхньої межі (бо польові виміри часто проводяться з найвищими вітрилами і найглибшими колами). Тому передбачається, що в природі, ймовірно, буде зменшено зусилля для формування гребеня, оскільки середня висота вітрила і глибина кіля зменшаться з шириною. Майбутня робота з таким підходом дозволить кількісно оцінити такий ефект. Відзначається, що для використання середньої лінійної навантаження передбачається рівний розподіл трьох випадків взаємодії, розглянутих раніше [4, С. 147].

    Методи боротьби з льодоутворення поблизу шельфової платформи

    До сих пір застосування моделі полягала в тому, щоб застосувати механізми тертя до навантажень на лінії гребеня. Основна відмінність від плавучого гребеня торосів полягає в тому, що навал льоду округляється або на схилі споруди, або на морському дні перед ним. Це означає, що висота «вітрила» може бути значно вище, ніж для плаваючого гребеня торосів [5, С. 140] [8 С. 145].

    Спостереження і вимірювання також показують, що середня максимальна висота торосів зменшується з площею обвалки (або ширини). Наприклад, при ширині 200 м середня максимальна висота уламків складає близько 6 м. У цьому випадку процес льодоутворення контролюється за допомогою 1 типу взаємодії льоду [6, c 44], [7, c. 28].

    Перевага використання методів, розроблених для взаємодії льоду на похилих спорудах, полягає в тому, що вони були перевірені і відкалібровані щодо вимірів на повномасштабних шельфових платформах в різних регіонах світу. Методи також засновані на простій інженерної фізики розлому льоду. Для застосування, пов'язаного з взаємодією навалу льоду і передньої частини шельфової платформи, ефект ширини моделювався шляхом збільшення сил тертя зі збільшенням висоти наросту дрейфуючого льоду і можна зробити висновок, що середня максимальна висота обмерзання дійсно зменшується з шириною навалу льоду. Комплексний підхід в моделі є застосування трьох режимів взаємодії: у верхній частині; нижньої і "обвал". Якщо кількість режимів обмежена, ці зони дроблення не зроблять істотного впливу на середні навантаження на тороси великої ширини, але можуть звузити її і товщину льоду. Однак слід зазначити, що навантаження на подрібнення льоду для ширини 25 м еквівалентна тиску льоду 0,5 МПа, що становить близько 50% від тиску дроблення. Руйнування є можливим лише тоді, коли обмерзання встигає закріпитися (тобто замерзнути на льодовій лінії) [10, С. 26], [11, С. 139].

    У шельфовій зоні Арктичного узбережжя Росії застосовують комплексний підхід для боротьби з грядою торосів. Це комплекс включає в себе три режими впливу: у верхній частині; нижньої і "обвал". Проблема наростання торосів при шельфових платформах Арктичного узбережжя є гострою, так як може стати причиною серйозних збитків і вимагає особливу увагу і комплексний підхід з декількох методів.

    Список літератури / References

    1. Ейзенберг М., Кауцман В. Структура і властивості води. / Ейзенберг М., Кауцман В. // Гидрометеоиздат, - 2013. -C. 280.

    2. Афанасьєв В.П. Дослідження навантажень на окремо стоїть опору з вертикальними стінками від впливу рухомого крижаного поля. Боротьба з льодовими труднощами при експлуатації гідротехнічних споруд. / Афанасьєв В.П. // Л.: Енергія, 1973, - с.189-198.

    3. Зубакин Г.К. Крижані освіти морів Західної Арктики. / Зубакин Г.К. // СПб. : Друкарня ААНДІ, -2006. - C. 22-40.

    4. Мішель Б. Критерій гідродинамічної стійкості фронтальної крайки крижаного покриву / Б. Мішель // Матеріали V Міжнародного Конгресу БАГІ, т.6, Л.: - 1965, - C.147-149.

    5. Пеховіч А. І. Основи гідроледотермікі. / Пеховіч А. І. // Л. : Вища школа, - 1983. - C. 140.

    6. Трегуб Г.А. Розрахунковий метод визначення початкової товщини льоду на водоймищах. Ледотерміка і ледотехніка. / Трегуб Г.А. // Известия ВНИИГ ім. Б.Є. Вєдєнєєва. -1994. - С.44-47.

    7. Чижов А. Н. Формування крижаного покриву і просторовий розподіл його товщини. / Чижов А. Н. // Л .: Гидрометеоиздат, - 1990, - с. 28.

    8. Коржавин К.М. Вплив льоду на інженерні споруди / Коржавин К.М. // Новосибірськ: Изд-во СО АН СРСР, - 1962. - C. 145.

    9. Michel B. Ice accumulation at freeze-up or break up. / Michel B. // Proc. IAHR Symp. On Ice Problems, Lulea, - 1978, Part 2, - p.31-37.

    10. Hamilton J. M., Holub C., Mitchell D. A., Kokkinis T. Ice Management for Support of Arctic Floating Operations / Hamilton J. M. // 0TC-22105, - 2011, p. 26-32.

    11. Jones, K.F., Andreas, E.L., Sea spray concentrations and the icing of fixed offshore structures. / Jones, K.F., Andreas, E.L. // Q. J. R. Meteorol., - 2012 p. 139-143.

    Список літератури англійською мовою / References in English

    1. Eisenberg M., Kautsman V. Struktura i svojstva vody. [Structure and properties of water]. / Eisenberg M., Kautsman V. // Gidrometeoizdat, - 2013. - P. 280. [in Russian]

    2. Afanasyev V.P. Issledovanie nagruzok na otdel'no stoyashchuyu oporu s vertikal'nymi stenkami ot vozdejstviya dvizhushchegosya ledyanogo polya. Bor'ba s ledovymi zatrudneniyami pri ehkspluatacii gidrotekhnicheskih sooruzhenij [Investigation of loads on a stand-alone support with vertical walls from the impact of a moving ice field. Combating ice difficulties in the operation of hydraulic structures] / Afanasyev V.P. // L .: Energia, - 1973 - p. 189-198. [In Russian]

    3. Zubakin G.K. Ledyanye obrazovaniya morej Zapadnoj Arktiki [Icy formations of the seas of the Western Arctic]. / Zubakin G.K. // St. Petersburg: AANI Printing House, - 2006. - p. 22-40. [In Russian]

    4. Michel B. Kriterij gidrodinamicheskoj ustojchivosti frontal'noj kromki ledyanogo pokrova // Materialy V Mezhdunarodnogo Kongressa MAGI [Criterion of hydrodynamic stability of the frontal edge of the ice cover] / Michel B. // -1965, - p. 147-149. [In Russian]

    5. Pekhovich A. I. Osnovy gidroledotermiki [Fundamentals of hydrodewater]. / Pekhovich A. I. // L.: Energoatomizdat, -1983. - p. 140. [in Russian]

    6. Tregub G.A. Raschetnyj metod opredeleniya nachal'noj tolshchiny l'da na vodohranilishchah. Ledotermika i ledotekhnika. [Calculation method for determining the initial thickness of ice in reservoirs. Ledotermika and ice-engineering] / Tregub G.A. // - Proceedings of VEIIG named B.E. Vedeneeva. - 1994. - p. 44-47. [In Russian]

    7. Chizhov A.N. Formirovanie ledyanogo pokrova i prostranstvennoe raspredelenie ego tolshchiny. [Formation of the ice cover and the spatial distribution of its thickness] / Chizhov A.N. // - L .: Gidrometeoizdat, - 1990, - p.28. [In Russian]

    8. Korzhavin K.N. Vozdejstvie l'da na inzhenernye sooruzheniya [Influence of ice on engineering structures] / Korzhavin K.N. // - Novosibirsk: Izd-vo SA AN SSSR, - 1962. - p. 140. [in Russian]

    9. Michel B. Accumulation of ice during freezing or decay. / Michel B. // Proc. IAHR Symp. On Ice Problems, Lulea, -1978, Part 2, - p. 31-37.

    10. Hamilton J. M., Holub C., Mitchell D. A., Kokkinis T. Ice Management for Support of Arctic Floating Operations / Hamilton J. M. // 0TC-22105, - 2011, p. 26-32.

    11. Jones, K.F., Andreas, E.L., 2012. Sea spray concentrations and the icing of fixed offshore structures. / Jones, K.F. // Q. J. R. Meteorol. p. 139-143.

    DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.65.075 Халімов Р.Ш.1, Аюгін Н.П.2, Татарів Л.Г.3, Кундротас К.Р.4

    1ORCID: 0000-0003-1751-7754, кандидат технічних наук, 2ORCID: 0000-0001-5151-9097, кандидат технічних наук, 3ORCID: 0000-0001-4327-3518, кандидат технічних наук, 4ORCID: 0000-0002-7041- 4028 Ульяновський державний аграрний університет ім. П.А. Столипіна МОДЕРНІЗАЦІЯ ПОДРІБНЮВАЧА КОРМІВ

    Анотація

    У статті розглядаються фактори, що впливають на зниження енергоємності подрібнення кормів. Наведено унікальна методика визначення питомої роботи різання на розробленої лабораторної установці. Описана конструкція лабораторної установки і принцип її роботи. За результатами досліджень отримано рівняння регресії, що відбиває вплив основних конструктивних параметрів ножа подрібнювача на питому роботу різання. Досліджено метод підвищення довговічності ножів застосуванням електромеханічної обробки.

    Ключові слова: ніж, качани, кукурудза, подрібнення, електромеханічна обробка, зміцнення, зносостійкість

    Khalimov R.Sh.1, Ayugin N.P.2, Tatarov L.G.3, Kundrotas K.R.4

    1ORCID: 0000-0003-1751-7754, PhD in Engineering,

    2ORCID: 0000-0001-5151-9097, PhD in Engineering,

    3ORCID: 0000-0001-4327-3518, PhD in Engineering,

    4ORCID: 0000-0002-7041-4028 Ulyanovsk State Agricultural University. P.A. Stolypin MODERNIZATION OF FEED CUTTER

    Abstract

    The paper considers the factors influencing the decrease in the energy intensity of feed cutter. A unique technique for determining the specific work of cutting on a developed laboratory assembly is given. The design of the laboratory assembly and the principle of its operation are described. Based on the results of the studies, the regression equation is obtained reflecting the effect of the main design parameters of the shredder knife on the specific cutting work. The method of increasing the durability of knives using electromechanical processing is studied.

    Keywords: knife, cobs, corn, grinding, electromechanical treatment, hardening, wear resistance.

    В даний час до 70% всіх енергетичних витрат при приготуванні кормів до згодовування доводиться на процес подрібнення, а це в свою чергу становить приблизно 50% економічних витрат на їх переробку [1, С. 50]. У зв'язку з розвитком фермерства виникла необхідність у випуску та розробці малогабаритних подрібнювачів кормів. На даний момент немає достатньо повного обгрунтування конструктивних параметрів ножів подрібнювального апарата їх довговічності і енергоємності подрібнення кормів.

    Велику роль в удосконаленні засобів механізації для виробництва кормів грає розробка та впровадження енергозберігаючих високоефективних подрібнюючих машин, з модернізованими робочими органами.

    У зв'язку з цим вивчення і вдосконалення подрібнювачів кормів і підвищення довговічності їх робочих органів є актуальною і важливою задачею.

    Важливим при проектуванні машин для приготування кормів є опрацювання принципів, що дозволяють зменшити енергоємність подрібнення кормів, оскільки даний показник дозволяє знизити питомі витрати на виробництво кормів.

    Зниження енергоємності подрібнення кормів можливо за рахунок обліку параметрів подрібнювального апарата кормоприготувальних машин. До таких параметрів відносять товщину леза ножа, кут заточки ножа, гостроту леза ножа і ін. [2, С. 58].


    Ключові слова: шельфових СПОРУДЖЕННЯ / SHELF CONSTRUCTION / ЛІД / ICE / СТІЙКІСТЬ / STABILITY / БЕЗПЕКА / SAFETY

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити