大网目底拖网主要结构参数对拖网性能的影响

文章以国内较典型的单船底拖网(72◇×18 m)为研究对象,基于L_9(3~4)正交试验表,设计了网具总长度与网口周长之比(L/C)、浮沉子纲长度之比(S_1/S_2)、网身长度与网具总长度之比(L_b/L)"三因素三水平"的正交试验,并利用平均值和极差分析方法检测3种主要结构参数对网具阻力、网口垂直扩张和能耗系数的影响趋势,旨在对大网目底拖网结构进行优化设计。结果表明,不同水平扩张下,3种因素对网具阻力的影响由主到次均为L/C S_1/S_2L_b/L,对网口垂直扩张的影响由主到次均为S_1/S_2L/CL_b/L,对能耗系数的影响由主到次均为L/CS_1/S_2L_b/L。拖网L/C相对于小网目拖网应偏小,且比值越小阻力越小,但L/C=0.2是网口垂直扩张和能耗系数作为指标时的最佳水平;S_1/S_2相对于小网目应更大,且比值越大网口垂直扩张越好;S_1/S_2在试验范围(0.83～0.99)内对阻力影响不显著,而S_1/S_2=0.99是能耗系数作为指标时的最佳水平;L_b/L随着网目尺寸增大而减小,但减小幅度随之逐渐降低,L_b/L=0.65应更适应于中低速拖网,L_b/L=0.75更适应于高速快拖。     

南极磷虾拖网的试验研究

本文以我国首次南极磷虾探捕所使用的两顶大型变水层磷虾拖网为实物网,通过网具模型试验,测试网具的阻力与网口高度,分析其水动力性能,结果表明:网口部位六角形结构的2号网的垂直扩张性能和过滤同等体积的能量消耗均优于网口部位棱形网目结构的1号网;在拖速1.54m/s,1号网的能耗系数比2号网平均高26%。而网口垂直扩张系数低1.1%。南极磷虾拖网的阻力可用公式:R=0.25(d/a)LCV1.49估算。     

大网目底中层拖网模型试验研究

利用1:22.82比例的2张网具模型,在拖曳水槽中进行底中层拖网的网具性能测试,得出网具阻力公式为:F=0.121(d/a)LCV~(1.62),网口高度的公式为:H=0.225CV~(-1.316),2张网具的作业性能良好,GM_2的垂直张开性能优良,拖速3节时的垂直扩张系数已接近7％,能耗系数在拖速3节时为0.2kw.h/10~4m~3,在同类渔具中较优;GM_1网的能耗系数比GM_2网低,在拖速3节时低于9％左右,作为中层拖网时的总体性能优良。     

单船拖曳4顶网式双撑杆虾拖网模型试验

单船拖曳4顶相同网具的双撑杆虾拖网有单顶网具规格小、结构相对简单、网口高度低、网具水平扩张大的特点。本文针对我国过洋性远洋渔业2种不同功率的双撑杆拖网渔船所使用的虾拖网进行模型试验,结果表明:4片式结构、网口周长为28.6 m的1号网和网口周长为40.3 m的2号网,在相同的拖速下,随着水平扩张增大,网具的阻力增加,而网口高度则有所下降。水平扩张L/S=0.45时,当拖速从1.29 m·s-1提高到2.57 m·s-1,1号网的阻力从4.77 kN上升为14.29 kN,网口高度从0.73 m下降为0.51 m;2号网的网具阻力从5.98 kN上升为18.04 kN,网具的网口高度从1.71 m下降为1.03 m。当拖速为1.54 m·s-1、L/S=0.45时,1号网具的阻力为6.37 kN,网口高度为0.66 m,2号网具的阻力为7.99 kN,网口高度为1.49 m;1号网网口垂直扩张系数为2.31%,2号网的垂直扩张系数为3.71%;1号网的能耗系数为3.71 kW·h·(104m3)-1,2号网的能耗系数为2.20 kW·h·(104m3)-1;在相同的拖速和水平扩张L/S下,2号网的垂直扩张性能优于1号网、能耗系数低于1号网。功率消耗系数的分析表明,1号网与渔船主机的额定功率较匹配,2号网被模拟部分的功率消耗所占渔船主机额定功率的百分比过小。     

网袖长度对底层大网目拖网性能的影响

为掌握拖网网袖对大网目底拖网网具性能的影响,本研究针对东海区典型的大网目底拖网(72目×18 m),设计试验6种纵向拉直长度不同的网袖,分析比较了不同袖长比Lw/L(Lw–网袖纵向拉直长度,L–网具纵向拉直长度)对网具阻力、网口高度和水动力性能的影响。结果表明,(1)随着Lw/L的增大,网具阻力增加,但增加到36.45%之后,阻力几乎不再变化;(2)Lw/L对阻力的影响与拖速有关,速度越大,阻力随Lw/L的变化越大;(3)网口高度随Lw/L的增大而提高,在Lw/L为36.45%~38.69%时达到最佳,随后降低;(4)Lw/L对网口高度的影响与拖速有一定关系,低速下网口高度变化小,高速下网口高度随Lw/L有明显的变化;(5)Lw/L在大于36.45%之后水动力性能相对较高,增大Lw/L,水动力性能会有小幅度降低,反之会有较大幅度的下降;(6)此规格拖网网袖长度不宜过短,Lw/L以36.45%为宜,根据作业条件,在设计网具时可适当增加网袖长度。试验结果可对大网目底拖网网袖部位的设计和改进提供技术参考。     

调整作业参数对小网目南极磷虾拖网水动力性能的影响

小网目南极磷虾拖网有规格小、操作方便、起放网省时的特点。针对规格为185.4 m×97.5 m(41.8 m)的小网目南极磷虾拖网的水平扩张、浮力、重锤重量、沉力、空纲长度5个作业参数,分别进行3~6次调整试验,测试阻力和网口高度,并比较能耗系数。结果表明:在下纲端部间距分别为16.65、18.75、20.85m 3种水平扩张下,扩大水平扩张可引起网口高度下降,但阻力上升的幅度不大,能耗系数变化不明显;随着浮力的增加,网具阻力、网口高度均呈上升趋势,低拖速下增加浮力对网口高度的提升效果更明显,浮力增加可使网具的能耗系数下降,但在浮力达到19.6 k N后,再增加浮力能耗系数反而有所升高;增加重锤重量和在下中纲处增加沉力对网具阻力的影响效果相近,均呈上升趋势,增加重锤重量对网口高度的提升表现在低拖速时,随着拖速的上升网口高度的提升作用下降;增加沉力可提升网口高度,但在沉力达到14.36 k N后,再增加沉力对网口高度的提升效果不明显,能耗系数反而上升;空纲长度从66 m增加到84 m可明显提高网口高度,而网具阻力上升不明显,能耗系数呈下降趋势。     

南极磷虾桁杆拖网网型结构与作业性能之间的关系

桁杆拖网是南极磷虾连续泵吸桁杆拖网捕捞系统重要组成部分之一,为深入了解该系统中桁杆拖网的作业性能特征,促进网具作业性能优化,本研究通过模型试验开展了网型结构和沉子重量对网具作业性能影响的探索,网型结构包括6种(3种腹网宽度,每种宽度采用2种缝合方式),分别以A、B、C、AA、BB和CC表示,沉子重量3种。综合比较表明,不同试验网型作业性能优劣排序为BB>CC>C>A>B>AA,但差异不显著。缩小腹网宽度和斜目缝合均能有效提高网口垂直扩张、降低能耗系数,提高网具作业性能,尤其适用于较高拖速的作业场景。沉子重量与网具阻力、网口垂直扩张均呈显著正相关,但与能耗系数相关性不明显;为促进网口垂直扩张,合适的沉子重量配备随拖速增加而递增,拖速1.5 m/s的条件下,各试验网型其沉子配重应不低于3.05 t。试验条件下,各网型的网具阻力、能耗系数变化趋势较平稳,递变斜率变化较小,网具阻力与拖速呈幂函数关系,指数介于1.49～1.64。以上结论可为南极磷虾桁杆拖网属具配备以及优化设计提供参考。     

基于正交试验方法的四片式虾拖网结构参数优化

针对规格为40.3 m×(20.8~16.2)m的我国过洋性虾拖渔业四片式虾拖网,基于L_9(3~4)正交表,设计了网身长度(L_b)、下网袖长度(L_w)、侧网宽度(W_S)3种因素各3个水平的正交试验,并利用方差分析检测3种试验因素对网具阻力、能耗系数、L/R(袖端间距与阻力之比)系数影响的显著性,旨在对此种网具的网身长度与网口周长之比(L_b/C)、下网袖长度与网口周长之比(L_w/C)、侧网宽度与上网片宽度之比(W_S/W_U)这3种结构参数进行优化。结果表明,对网具阻力的影响因素由主到次依次是下网袖长度、网身长度、侧网宽度。对能耗系数的影响因素在水平扩张L/S(袖端间距/下纲长度)=0.45时由主到次依次是侧网宽度、网身长度、下网袖长度;但在水平扩张L(袖端间距)=10 m时,下网袖长度为主影响因素。对L/R系数的主影响因素为下网袖长度。此类型网具的L_b/C应比小网目底层拖网略小,但在较大的范围内(0.26~0.38)变化亦不会对网具水动力性能有显著影响。L_w/C=0.31为试验的最佳水平,下网袖长度为3种因素中对网具性能影响最显著的因素。W_S/W_U=0.19为试验的最佳水平,侧网宽度应优先满足虾拖网作业对网口高度的要求,在此基础上,尽量缩小W_S/W_U值,不必拘泥于W_S/W_U结构参数值。     

日韩小网目南极磷虾拖网性能对比分析

南极磷虾(Euphausua superba)是目前已知的地球上最大的单种生物资源之一,其巨大的生物量和潜在的开发价值日益受到各国的关注。本研究以中国南极磷虾捕捞船队引进的日韩小网目南极磷虾拖网为原型网,采用田内准则进行网具模型试验,比较分析其网具性能。模型网大尺度比λ分别为14(韩式网,Net B)和16(日式网,Net A),平均小尺度比约为3,速度比为3。模型试验于东海水产研究所拖曳水池中进行。模型网试验速度分别为:0.345 m/s、0.428 m/s、0.513 m/s、0.599 m/s、0.685 m/s。L/S取网具下袖端间距与下纲长度的比值,范围取0.4~0.55,以0.05为间距分4档。模型试验记录各档拖速和L/S下模型网的阻力和网口高度数据。按照模型换算准则换算得到原型网相应拖速下的阻力、网口高度和能耗系数等指标,分析网具的水动力性能。试验结果表明:(1)韩式磷虾拖网(192.60 m×110.50 m)网具阻力小于日式磷虾拖网(185.40 m×128.50 m);(2)日式磷虾拖网在扩张性(网口高度、扫海面积)、经济性(能耗系数)以及滤水性(水动力性能)方面优于韩式磷虾拖网;(3)两顶拖网在水槽模型试验时,网口与网身水下运动时均可保持稳定,网身呈流线型,未出现凹凸现象;(4)日式南极磷虾拖网的阻力估算公式为:RA=1/2ρ(0.24 R-0.5 SV2e)T;韩式拖网为:RB =1/2ρ(0.177 R-0.542e)STV;综合两顶拖网得到的小网目南极磷虾拖网的阻力估算式为:R=1/2ρ(0.209 R-0.52e)STV2。     

扩张帆布对大型中层拖网性能的影响

针对我国引进的大型中层拖网所使用的扩张帆布,通过拖网模型试验,设计了三种面积和三种不同冲角的扩张帆布调整试验,并比较了使用扩张帆布与使用塑料浮子对网具性能的影响。结果表明：网口拉紧长度1040m,网口网目为a=20m六角形网目的大型中层拖网,使用长度为100m手纲、长度为48m叉纲、重锤重量为320kg×2、下袖端间距68．4m时,在帆布面积调整试验中,当冲角前纲长度为17．2m,冲角后纲长度为17．6m,拖速为2．57m·s^-1条件下,使用5．0m^2的扩张帆布比4．0m^2网口高度可提高11．92％,网具阻力上升6．74％,能耗系数下降6．5％。在冲角调整试验中,使用5．0m^2的扩张帆布,当冲角后纲的长度固定为17．6m,冲角前纲的长度从17．2m缩短为16．4m时,网口高度下降26．36％,网具阻力下降11．22％,能耗系数上升24．1％。大型中层拖网使用扩张帆布比使用塑料浮子在不同的拖速下网口高度变化幅度小,在高拖速时,有网口高、能耗系数低的优势,但在拖速低于2．06m·s^-1时,网口垂直扩张和能耗系数没有优势。试验的长宽比为20的扩张帆布的升力系数Cy可达1．16左右。