6000kW竹筴魚中層拖網(wǎng)漁具的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、東南太平洋智利竹筴魚主要的捕撈方式為中層拖網(wǎng)。當(dāng)前，竹筴魚資源衰退，漁汛期短，漁場(chǎng)難以尋覓。在這種情況下，正需要利用竹筴魚的洄游規(guī)律和網(wǎng)具作業(yè)特點(diǎn)，擴(kuò)大網(wǎng)具掃海面積，減小阻力，進(jìn)行瞄準(zhǔn)捕撈和跟蹤捕撈，以提高捕撈效率。但我國當(dāng)前生產(chǎn)所使用的網(wǎng)具主要依賴進(jìn)口、受制于國外，以及老舊網(wǎng)具捕撈效率不高等問題，與此同時(shí)，國際上拖網(wǎng)的改革已經(jīng)朝著友好型、節(jié)約型方向發(fā)展。因此，對(duì)我國竹筴魚拖網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行。本文通過對(duì)我國目前所主要使用的智利竹筴

2、魚拖網(wǎng)進(jìn)行模型試驗(yàn)，分析各網(wǎng)網(wǎng)具性能確定母型網(wǎng)并提出了拖網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)網(wǎng)進(jìn)行模型試驗(yàn)，討論設(shè)計(jì)網(wǎng)與母型網(wǎng)性能方面的差異。以期對(duì)我國大型竹筴魚中層拖網(wǎng)的自主設(shè)計(jì)起到一定的參考和推進(jìn)作用。
　?。?）分析并總結(jié)了我國所使用的10種竹筴魚中層拖網(wǎng)漁具和各漁船參數(shù)。漁船額定功率范圍在5152～5920kW，船長91.1~104.41m，寬16～20m，均為國外引進(jìn)二手漁船。10種拖網(wǎng)漁具長周比范圍在0.127~0.304，

3、身周比范圍在0.119~0.260，袖長比范圍在0.184～0.378。
　?。?）以上海開創(chuàng)遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司生產(chǎn)使用的四片式竹筴魚中層拖網(wǎng)1040m×253.02m（149.4m）、1248m×285.00m（160.2m）、1440m×361.00m（228.6m）、1440m×352.30m（242.4m）和1632m×444.00m（277.4m）為實(shí)物網(wǎng)，通過網(wǎng)具水槽模型試驗(yàn)，分別測(cè)試了網(wǎng)具的阻力和網(wǎng)口高度，并分析了各網(wǎng)

4、的水動(dòng)力性能。結(jié)果表明：
　?。╝）網(wǎng)口高度公式為 H=0.0912CV-0.366。
　?。╞）網(wǎng)具阻力公式為Ra=SV2/(25.12+2.26V)和Rb=0.0218(d/a)LCV1.708。
　?。╟）1632型網(wǎng)具的垂直擴(kuò)張性能和能耗系數(shù)都優(yōu)于其余四種類型網(wǎng)具。在功率消耗方面，1440-1型、1440-2型和1632型在不同拖速情況下，所消耗的功率相接近，但高于1040型和1248型網(wǎng)具。
　?。?）

5、確定以1632型拖網(wǎng)為母型網(wǎng)，并對(duì)其網(wǎng)具主尺度進(jìn)行分析。1632型拖網(wǎng)網(wǎng)口拉直總長為1632.00m，網(wǎng)具拉直總長為444.00m，長周比為0.272，身周比為0.171，袖長比為0.273，線面積系數(shù)為0.00172，總線面積為571.60m2，總虛構(gòu)面積為332843.60m2。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)竹筴魚資源狀況，建議在不影響網(wǎng)具導(dǎo)魚性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，增加母型網(wǎng)網(wǎng)口周長，從而增加網(wǎng)具掃海面積，并對(duì)網(wǎng)具的拉直長度的增加嚴(yán)格控制，長

6、度的增加會(huì)影響生產(chǎn)作業(yè)時(shí)起、放網(wǎng)時(shí)間，同時(shí)有效降低網(wǎng)具阻力。
　?。?）設(shè)計(jì)網(wǎng)確定為1768型拖網(wǎng)，其網(wǎng)口拉直總長為1768.00m，網(wǎng)具拉直總長為473.88m，長周比為0.268，身周比為0.143，袖長比為276，線面積系數(shù)為0.00171，總線面積為529.67m2，總虛構(gòu)面積為309491.90m2。通過計(jì)算可以得到，設(shè)計(jì)網(wǎng)比母型網(wǎng)網(wǎng)口周長增加8.33％，網(wǎng)具拉直長度增加6.53%，線面積減小7.34%，線面積系數(shù)變化不

7、大僅減小0.58%，總虛構(gòu)面積減小7.02%，網(wǎng)囊網(wǎng)目最適尺寸為120mm。同時(shí)，設(shè)計(jì)網(wǎng)浮力裝置仍沿用1632型拖網(wǎng)的升力帆布，沉降力也沿用1632型下綱中部沉降力最大，逐漸向兩袖斷遞減，而至袖端再加裝一定的集中載荷的分配方式，沉降力為29073.105N。通過5頂網(wǎng)模型試驗(yàn)推導(dǎo)的阻力公式Ra=SV2/(25.23+2.24V)計(jì)算可得，在拖速為4.0kn和6.0kn時(shí)，阻力分別減小7.33%和7.34%。通過阻力公式Rb=0.0218

8、(d/a)LCV1.708計(jì)算可得，在拖速為4.0kn和6.0kn時(shí)，阻力分別增加14.96%和14.95%。通過模型試驗(yàn)推導(dǎo)的網(wǎng)口高度公式H=0.0912CV-0.366計(jì)算可得，在拖速為4.0kn和6.0kn時(shí)，設(shè)計(jì)網(wǎng)較母型網(wǎng)網(wǎng)口高度增加8.34%和8.33%。雖然從理論上設(shè)計(jì)網(wǎng)比母型網(wǎng)作業(yè)性能上有較大優(yōu)勢(shì)，但還需進(jìn)行模型試驗(yàn)以驗(yàn)證和完善1768型網(wǎng)具的各項(xiàng)參數(shù)。
　?。?）由1768型拖網(wǎng)模型試驗(yàn)表明，在不同水平擴(kuò)張比（L/

9、S）為0.40、0.45和0.50時(shí)，設(shè)計(jì)網(wǎng)1768型網(wǎng)具網(wǎng)口高度隨著水平擴(kuò)張比的增加而減小，且網(wǎng)口高度略高于母型網(wǎng)1632型網(wǎng)具，1768型網(wǎng)具阻力也稍有增加。通過比較發(fā)現(xiàn)，1768型拖網(wǎng)能耗系數(shù)，水動(dòng)力性能均優(yōu)于1632型網(wǎng)具，這說明設(shè)計(jì)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性能和漁獲性能較好。但1768型網(wǎng)具垂直擴(kuò)張系數(shù)和功率消耗方面略遜于1632型網(wǎng)具。理論計(jì)算得到1768型和1632型拖網(wǎng)掃海面積分別為10469.12和9304.87m，設(shè)計(jì)網(wǎng)比母型網(wǎng)海面積

10、增加12.51%。
　?。?）采用現(xiàn)有網(wǎng)具阻力推算的基本形式R=SV2/(A+BV)和R=k(d/a)LCVn通過模型試驗(yàn)所得到得我國現(xiàn)有竹筴魚中層拖網(wǎng)阻力估算公式 Ra=SV2/(25.23+2.24V)（式17）和Rb=0.0218(d/a)LCV1.708（式33），使用成對(duì)雙樣本均值分析t檢驗(yàn)法對(duì)兩種公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行差異性分析，并用1632m×444.00m（277.4m）海上實(shí)測(cè)阻力進(jìn)行驗(yàn)證比較。
　　結(jié)果表明：

11、
　　(1)在最小拖速4.0kn和最大拖速6.0kn時(shí)，兩種公式計(jì)算的各網(wǎng)阻力最小值和最大值差異均不顯著（P﹥0.05）。
　　(2)海上實(shí)測(cè)拖速在4.5~6.0kn時(shí)，式Ra=SV2/(25.23+2.24V)（式17）的計(jì)算值較接近1632型拖網(wǎng)海上實(shí)測(cè)值，但還需要進(jìn)一步開展必要的海上實(shí)船補(bǔ)充測(cè)試，并提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以驗(yàn)證結(jié)果的精度。通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)的阻力公式R=SV2/(25.965V-53.437)（式40）計(jì)算可