ВЕСТНИК ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМ. АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА
Архив статей журнала
Темой работы является исследование отрицательного воздействия на окружающую среду угольных терминалов морских и речных портов в результате их деятельности. Отмечается, что работа технологического оборудования терминалов приводит к высоким концентрациям запыленности воздуха и пылевыбросам сыпучего груза. Основными источниками пылевыбросов и пылеуноса являются открытые склады хранения угля. В течение последних 8-10 лет для борьбы с пылением на открытых угольных складах и портовых терминалах получили применение пылезащитные экраны, однако процессы взаимодействия ветровых потоков со штабелями портовых открытых сладов и сетчатыми экранами изучены недостаточно. В связи с указанными обстоятельствами целью настоящей работы является оценка в лабораторных условиях работоспособности сетчатых экранов по снижению запыленности воздуха и пылевыброса сыпучего груза при его хранении на портовых открытых складах. В процессе проведенного лабораторного исследования модели штабелей открытых складов выполнялись в определенном масштабе, что позволило использовать натурный сыпучий груз и реальные сетчатые экраны. В работе представлены результаты исследований работоспособности мягких сетчатых экранов по снижению пылевыбросов с открытых портовых складов при хранении сыпучих грузов с учетом направлений и скорости ветровых потоков на штабели этих складов с различными формами поперечных сечений штабелей. В ходе проведения исследований были получены результаты, свидетельствующие о том, что сетчатые экраны являются эффективными устройствами, снижающими скорость ветрового потока внутри периметра экрана. При этом форма поперечного сечения штабеля не оказывает влияние на их работоспособность, а уровень работоспособности сетчатых экранов по уменьшению запыленности воздуха и размера выброса со штабелей складов с различной формой поперечного сечения зависит от направления и скорости ветрового потока. Применение мягких сетчатых экранов, расположенных по периметру штабеля открытого склада с углем, позволяет значительно уменьшить запыленность воздуха и пылевыброс при воздействии ветра.
Исследования, представленные в работе, направлены на изучение гидравлики процесса наполнения судоходных шлюзов с головной системой питания из-под плоских подъемно-опускных ворот. В частности, рассмотрена задача о возможности компенсации первого обратного пика гидродинамической силы путем изменения площади отверстия наполнения.
Изменение площади отверстия наполнения рассмотрено в том числе для случаев постоянной величины площади и для случаев ее уменьшения. В теоретическом эксперименте временной промежуток и интенсивность изменения площади отверстия наполнения синхронизировались со скоростью распространения волн в камере шлюза.
Первую волну попуска от сформировавшегося в начале процесса наполнения необходимо компенсировать второй волной, которая создается принудительно путем уменьшения площади сечения отверстия наполнения с последующим переходом к ее увеличению.
В исследовании определялись параметры второй компенсационной волны, чтобы при взаимодействии с первой волной попуска отсутствовал первый пик обратной гидродинамической силы.
Исследовано также влияние на возникновение пика обратной силы режима изменения площади отверстия наполнения. Для реализации поставленной задачи использованы теоретические методы, основанные на решении уравнений неустановившегося движения воды, позволяющие определить колебания свободной поверхности воды в камере шлюза, в том числе на начальном этапе наполнения.
Результаты, полученные в исследовании, показывают для различных водоизмещений судна зависимости изменения величины гидродинамической силы от режимов изменения площади отверстия наполнения и от взаимосвязанного с площадью изменения приращения расхода воды.
Полученные результаты исследования могут быть направлены на создание безопасных условий для шлюзования как судов действующего флота, так и перспективного безэкипажного флота.
В статье выполнен обзор развития требований, предъявляемых к судам, эксплуатируемым на внутренних водных путях.
Рассмотрены ключевые аспекты формирования нормативной базы Российского Классификационного Общества в части обеспечения безопасности эксплуатации речных судов с учетом специфики внешних нагрузок на корпус судна, а также методы и подходы, являющиеся основой существующих Правил Российского Классификационного Общества, сформированные в 60-70-х гг. ХХ в. после появления водохранилищ, условия плавания в которых значительно отличались от речного судоходства.
Отмечается, что следующим этапом развития является появление судов смешанного (река-море) плавания на базе речных судов, эксплуатируемых в крупных озерах и водохранилищах внутренних водных путей; к концу 1970-х гг. суда смешанного плавания были выделены в отдельную группу, для которой требования нормативных документов к обеспечению безопасности эксплуатации стали существенно отличаться от речных судов (в первую очередь это коснулось мореходных характеристик судна: остойчивости, прочности, надводного борта, корпуса судна и его оборудования, снабжения и устройств).
Проанализировано выполненное в начале XXI в. исследование о возможности эксплуатации судов внутреннего плавания в прибрежных морских районах и на защищенных от ветроволновых воздействий акваториях с морским режимом судоходства, результаты которого нашли применение в качестве «Предписания для судов рейдового и портового плавания» (Руководство Р.015-2006) Российского Классификационного Общества.
В статье выполнен анализ и подтверждена необходимость разработки аналогичного алгоритма, позволяющего назначать допускаемые эксплуатационные ограничения для судов, установленный класс которых ниже разряда бассейна.
Отмечается, что условия обеспечения безопасности эксплуатации судов при этом должны назначаться на основании откорректированных подходов, учитывающих специфику прогнозирования ветро-волновых параметров акваторий на внутренних водных путях.