Investigation findings of a packaged bilevel rafting unit stationary motion in waner.
Authors: Посыпанов С.В. 
Published: September 2020

Формирование двухъярусных пакетных сплоточных единиц (ДПСЕ) из круглых лесоматериалов целесообразно при выходе водных путей с небольших рек на более крупные. Сплотка ДПСЕ на зимних плотбищах предпочтительна при сортиментной вывозке в сравнительно небольших объемах, когда применение специализированных сплоточно-транспортных агрегатов экономически неоправданно или невозможно. Применение ДПСЕ создает предпосылки для развития экологически щадящего, экономичного транспорта древесного сырья потребителям. Для выполнения инженерных расчетов, связанных с использованием ДПСЕ, нужна информация о сопротивлении воды их движению, прежде всего, равномерному. Анализ состояния вопроса показал целесообразность выполнения представляемого исследования. В ходе теоретического исследования выявлены факторы, оказывающие влияние на сопротивление воды равномерному перемещению ДПСЕ. Зависимость, записанная в символьной форме, приведена к безразмерному виду. Исключены с соответствующим обоснованием из ряда определяющих факторов относительная плотность лесоматериалов и число Рейнольдса. Символьное решение задачи представлено в виде зависимости коэффициента сопротивления воды от коэффициента формы ДПСЕ, отношения ее длины к высоте и от числа Фруда. С использованием записанного в критериальной форме решения выполнено экспериментальное исследование на моделях по В-плану второго порядка, с обеспечением соответствия полученных критериев в модельных и натурных условиях для соблюдения физического подобия. По экспериментальным данным для коэффициента сопротивления получены регрессионные модели, соответствующие продольному и поперечному перемещению ДПСЕ. Наличие этих моделей дает возможность вычисления сил сопротивления воды равномерному движению ДПСЕ с помощью формулы Ньютона. Анализ моделей показал, что при поперечном движении определяющие факторы в большей степени влияют на величину коэффициента сопротивления. Увеличение числа Фруда при обоих видах движения приводит к возрастанию коэффициента сопротивления. Характер влияния коэффициента формы ДПСЕ меняется в зависимости от величины других факторов. Это относится и к относительной длине. Степень влияния одних факторов, как правило, зависит от величины других. Кардинального отличия между факторами по степени влияния не отмечено.

Forming of bilevel packaged rafting units (BPRU) of round wood is feasible at areas of inflow of small rivers to the larger ones. Forming of the BPRUs at the winter log storage and bundling areas is preferable in cases of cut-to-length logging in relatively small volumes, when usage of special log bundling machinery is unfeasible. Application of BPRU creates conditions for eco-friendly and economic transportation of wood raw material. Engineering valuations of BPRU are based on information concerning water resistance to stationary motion of a body. The topic analysis showed reasonability of the investigation. The factors of water resistance to stationary motion of BPRU were educed theoretically. The derived dependence was transformed to dimensionless form. Based on the theory of the subject, two factors were excluded: the relative wood density and the Reynolds number. As a result, the symbolic description was presented as a dependence of water resistance coefficient on the BPRU shape coefficient, length/height relation and the Freud number. Based on the criterial solution, the experimental studies were performed using models of quadric B-plan under condition of correspondence of derived criteria in the model and natural conditions. The regression models of lengthwise and transverse motion of a BPRU were worked out. These models make possible to determine a water resistance force using the Newton formula. The review of the models indicated that the named factors affect more significantly during the transverse motion. The Freud number increase contributes to enlargement of a resistance coefficient. Influence of the shape coefficient is dependable on other factors, including relative length. The impact rate of the factors, as the rule, depends on the value of other factors.