3m
6 m
và số Reynolds. Sự phụ thuộc của Cx vào góc tống α theo các tính toán cho cáp thép có đường kính 12 mm được cho trong Bảng 2.3.
Bởi vì sự phụ thuộc của Cx vào góc tống α thì cũng tương tự với các loại dây khác nên Bảng 2.3 có thểđược dùng để tính lực cản của chúng. Bảng 2.3 - Hệ số lực cản (Cx) của thừng và cáp thẳng αo Cx αo Cx 0 0,12 50 0,70 10 0,20 60 0,90 20 0,32 70 1,12 30 0,41 80 1,25 40 0,56 90 1,30
Nếu thừng và cáp không bị kéo quá căng, khi đó hệ số lực cản Cx sẽ phụ thuộc vào hình dáng làm việc của chúng, nghĩa là phụ thuộc vào tỉ số của độ võng b với chiều dài dây cung Lc (H 2.14). Các dữ liệu này có thểđược thấy trong Bảng 2.4.
Hệ số lực cản của dây cũng phụ thuộc vào số Reynolds. Tuy nhiên, đối với hầu hết tính toán trong điều kiện thực tế thì số Reynolds có thể bỏ qua. Ngoài lực cản còn có lực bổng khi chúng hợp với dòng chảy một góc tống α.
Thí dụ 2.6
Tính lực cản của cáp kéo dài 500m, làm việc ởđộ sâu H = 150 m. Cáp có độ thô D = 15 mm và tốc độ kéo V = 4 knot (2,06 m/s) trong nước biển (ρ = 105 kg-sec2/m4).
Giải:
Đểđơn giản, ta xem cáp là thẳng và hợp với góc tống: sin α = H/L = 150/500 = 0,3 Tra bảng lượng giác , ta được α = 17,5o. Bằng cách ngoại suy từBảng 3.3, ta được hệ số lực cản Cx = 0,29. Áp lực hãm thủy động là: q = ρV2/2 = (105)(2,06)2/2 = 223 kg/m2
Do vậy, lực cản thủy động của dây cáp kéo theo công thức (3.7) sẽ là: Rx = 0,29 x 500 x 0,015 x 223 = 485 kg
2.1.4Lực thuỷđộng của phụ tùng ngư cụ
Phụ tùng ngư cụ là các phần gắn kết vào ngư cụ, như: phao, con lăn, chì, ván lưới, xích, ma ní, giềng chì, giềng phao. Ởđây ta sẽ thảo luận các phương pháp tính lực cản thủy động cho ván lưới, dây treo ván, các dạng phao, con lăn và một số phụ tùng khác có dạng hình trụ, cầu, ellip, bán cầu, nón cụt và hình phẳng. Lưu ý rằng, tổng lực cản H 3.14Độ võng của thừng và cáp Lc b Bảng 2.4 - Hệ số lực cản Cx phụ thuộc vào tỉ sốđộ võng và dây cung (b/Lc) b/Lc Cx b/Lc Cx 0,0 1,30 0,30 0,77 0,05 1,10 0,35 0,80 0,10 0,80 0,40 0,83 0,15 0,70 0,45 0,86 0,20 0,71 0,50 0,90 0,25 0,73
của ngư cụ không phải chỉ có lực cản thủy động mà còn bao gồm lực ma sát, lực phản
ứng nền đáy và ảnh hưởng của tải trọng cá.
Lực cản thủy động trong các phụ tùng ngư cụ (ván lưới, phao,...) tuy có giá trị nhỏ
nhưng có thể có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất và chức năng của ngư cụ. Như ta biết, công thức cơ bản để tính lực cản thủy động là:
R = C.q.S (2.18)
ởđây: q = ρV2/2 là áp lực hãm thủy động; S là tiết diện tiếp xúc đến lực cản.
Hệ số lực cản thủy động (Cx) của vài vật thểđiển hình được cho trong Bảng 2.5. Bảng 2.5 - Hệ số lực cản (Cx) của một số dạng vật thể phụ trợ
Dạng vật thể Cx Phương dòng chảy, (V)
Diện tích tiếp xúc (S) Phiến hình tròn và hình vuông 1,1 Trực diện Một bên bề mặt Hình cầu 0,5 Nửa mặt cầu tiếp xúc Hình ellip nổi 0,06 Dọc trục dài Mặt tròn lồi tiếp xúc Hình ellip nổi 0,6 Trực giao trục dài Mặt ellip lồi tiếp xúc Hình trụ tròn 1,2 Trực giao trục Chiều dài x đường kính Hình trụ tròn 0,1 Dọc trục Tiết diện Hình trụ chữ nhật, lăng trụ 2,0 Trực giao trục Mặt (dài x rộng) Hình chén bán cầu 0,38 Dọc trục, mặt ngoài Mặt (π. r2) Hình chén bán cầu 1,35 Dọc trục, mặt trong Mặt (π. r2) Hình nón cụt 60o 0,52 Dọc trục, đáy nhỏ Đáy Hình nón cụt 30o 0,34 Dọc trục, đáy nhỏ Đáy Lực cản thủy động (Rx) và lực bổng thủy động (Ry) tác động lên bề mặt (hoặc mặt cắt) của phụ tùng được tính theo phương trình thủy động lực học cơ bản (2.18) là:
Rx = Cx.q. S và Ry = Cy.q. S (2.19)
ởđây: Cx và Cy là các hệ số lực cản và hệ số lực bổng, nó phụ thuộc vào hình dáng của vật thể, phương của dòng chảy và số Reynolds. Các giá trị Cx và Cy của một số loại ván lưới được vẽ trong H 2.15 theo góc tống α. Nó cũng cho thấy rõ rằng góc tống α
có ảnh hưởng đáng kểđến cả hai Cx và Cy.