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养殖工船高压增氧锥外形优选及配件开发研究

王君 谢永和 李德堂 高炜鹏 陈卿 张佳奇 王云杰 洪永强

王君, 谢永和, 李德堂, 高炜鹏, 陈卿, 张佳奇, 王云杰, 洪永强. 养殖工船高压增氧锥外形优选及配件开发研究[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20230140
引用本文: 王君, 谢永和, 李德堂, 高炜鹏, 陈卿, 张佳奇, 王云杰, 洪永强. 养殖工船高压增氧锥外形优选及配件开发研究[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20230140
WANG Jun, XIE Yonghe, LI Dengtang, GAO Weipeng, CHEN Qing, ZHANG Jiaqi, WANG Yungjie, HONG yongqiang. Optimization of high-pressure speece cone selection and accessories development of breeding vessels[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20230140
Citation: WANG Jun, XIE Yonghe, LI Dengtang, GAO Weipeng, CHEN Qing, ZHANG Jiaqi, WANG Yungjie, HONG yongqiang. Optimization of high-pressure speece cone selection and accessories development of breeding vessels[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20230140

养殖工船高压增氧锥外形优选及配件开发研究

doi: 10.12131/20230140
基金项目: 浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目 (2022C03023)
详细信息
    作者简介:

    王君:王 君 (1996—),男,硕士研究生,研究方向为渔业机械装备。E-mail: 1287804142@qq.com

    通讯作者:

    谢永和 (1967—),男,教授,博士,研究方向为船舶与海洋工程。E-mail: xieyh@zjou.edu.cn

  • 中图分类号: S 951

Optimization of high-pressure speece cone selection and accessories development of breeding vessels

  • 摘要: 优质的海水是深远海集约化养殖成功的前提,提升养殖水体的溶解氧对于高密度养殖至关重要。增氧锥是养殖水体最高效的增氧设备之一。针对深远海养殖工船空间紧凑的现状,对增氧锥外形进行优选,并开发相关配件,以达到高效增氧和节约空间的目的。采用流体仿真技术,利用其文丘里结构产生的射流、偏流、回流现象获得增氧效果;通过设计开发微孔曝气射流装置,借助微气泡原理和二次射流效果,进一步提升了增氧锥中氧气溶于水的效率。流体仿真软件结果显示,在其他条件相同的情况下,增氧锥截面角度为28°时,液速峰值最高,产生的溶解氧效果最佳;有无曝气管射流的对比实验结果显示,加装曝气管的增氧锥增氧速度较快,该配件对于增氧锥的作业有良好的辅助功能,具有较好的应用价值。
  • 图  1  24°、28°、32°截面角度的流体仿真分析图

    Figure  1.  Analysis diagram of fluid simulation at 24°, 28° and 32° angles

    图  2  增氧锥发生的偏流、回流现象和实验模拟过程中发生的偏流

    Figure  2.  Partial flow and reflux in speece cone, and biased flow occurred during experimental simulation

    图  3  微孔曝气射流器截面图和流体仿真图

    Figure  3.  Cross-sectional view and fluid simulation diagram of microporous aeration jet

    图  4  增氧锥整体速度分布图和内液体流动轨迹图

    Figure  4.  Overall velocity distribution plot and diagram of liquid flow trajectories in speece cone

    图  5  增氧锥增氧系统整体流程图和现场实验图

    Figure  5.  Overall flow chart and physical diagram of speece cone aeration system

    图  6  某养殖工船养殖舱内溶解氧时段变化图

    Figure  6.  Chart of dissolved oxygen period in actual cabin

    图  7  增氧锥内溶解氧提升速度对比

    Figure  7.  Comparison of dissolved oxygen enhancement rates in speece cone

    表  1  管径、速度、流量对照表

    Table  1.   Check list of caliber, velocity and rate of flow

    管径 (DN)
    Caliber
    流量 Rate of flow/(m3·h−1)
    1.2 m·s−11.4 m·s−11.6 m·s−11.8 m·s−12.0 m·s−12.2 m·s−12.4 m·s−12.6 m·s−12.8 m·s−13.0 m·s−1
    405.46.37.28.19.010.010.911.812.713.6
    508.59.911.312.712.715.617.018.419.821.2
    6514.316.719.121.521.526.328.731.133.435.8
    8021.725.329.032.632.639.843.447.050.754.3
    10033.939.645.250.956.562.267.973.579.284.8
    12553.061.970.779.588.497.2106.0114.9123.7132.5
    15076.389.1101.8114.5127.2140.0152.7165.1178.1190.9
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  • [1] 张宝龙, 赵子续, 曲木, 等. 工厂化水产养殖现状分析[J]. 养殖与饲料, 2020(1): 31-34.
    [2] 周小燕, 倪琦, 徐皓, 等. 2021年中国水产养殖全程机械化发展报告[J]. 中国农机化学报, 2022, 43(12): 1-4.
    [3] 赵文涓. 水产生态养殖与新养殖模式发展战略探析[J]. 畜牧兽医科技信息, 2022(4): 203-205.
    [4] 王海姮, 侯昊晨, 刘鹰. 循环水养殖系统的研究进展及发展趋势[J]. 水产科学, 2023, 42(4): 735-741.
    [5] 农业农村部渔业渔政管理局, 全国水产技术推广总站, 中国水产学会. 2023中国渔业统计年鉴[M]. 北京: 中国农业出版社, 2023: II-III.
    [6] 王祖峰, 刘晓军, 赵文武. 传统水产养殖场 (区) 生态化、景观化、休闲化改造的初步思考[J]. 淡水渔业, 2020, 50(4): 108-112.
    [7] 徐皓, 陈家勇, 方辉, 等. 中国海洋渔业转型与深蓝渔业战略性新兴产业[J]. 渔业现代化, 2020, 47(3): 1-9.
    [8] 何皛磊, 张海文. “深海渔场”的应用前景[J]. 船舶, 2018(2): 1-6.
    [9] 徐杰, 韩立民, 张莹. 我国深远海养殖的产业特征及其政策支持[J]. 中国渔业经济, 2021, 39(1): 98-107
    [10] 徐琰斐, 徐皓, 刘晃. 中国深远海养殖发展方式研究[J]. 渔业现代化, 2021, 48(1): 9-15.
    [11] 闫国琦, 倪小辉, 莫嘉嗣. 深远海养殖装备技术研究现状与发展趋势[J]. 大连海洋大学学报, 2018, 33(1): 123-129.
    [12] 纪毓昭, 王志勇. 我国深远海养殖装备发展现状及趋势分析[J]. 船舶工程, 2020, 42(S2): 1-4, 82.
    [13] 胡方珍, 盛伟群, 王体涛. 深远海养殖装备技术现状及标准化工作建议[J]. 船舶标准化工程师, 2021, 54(5): 6-12.
    [14] 黄小华, 庞国良, 袁太平, 等. 我国深远海网箱养殖工程与装备技术研究综述[J]. 渔业科学进展, 2022, 43(6): 121-131.
    [15] 张琳桓, 张青亮, 孟广玮. 基于可移动式养殖工船的新型深远海养殖产业链分析[J]. 船舶工程, 2020(增2): 40-44.
    [16] 崔铭超, 金娇辉, 黄温赟. 养殖工船系统构建与总体技术探讨[J]. 渔业现代化, 2019, 46(2): 61-66.
    [17] ASHLEY K, MAVINIC D, HALL K. Oxygenation performance of a laboratory-scale speece cone hypolimnetic aerator: preliminary assessment[J]. Can J Civil Engin, 2008, 35(7): 663-675. doi: 10.1139/L08-011
    [18] 庄礼贤. 流体力学[M]. 北京: 中国科学技术大学出版社, 1997: 105-175.
    [19] 房燕, 曹广斌, 韩世成, 等. 基于Fluent的工厂化水产养殖增氧锥的数值模拟及结构优化设计[J]. 江苏农业科学, 2013, 41(4): 355-358.
    [20] ASHLEY K, FATTAH K, MAVINIC D, et al. Analysis of design factors influencing the oxygen transfer of a pilot-scale speece cone hypolimnetic aerator[J]. J Environ Engin, 2014, 140(3): 04013011. doi: 10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0000789
    [21] 陈有光, 段登选, 陈秀丽, 等. 工厂化养鱼中氧气锥的增氧规律[J]. 渔业现代化, 2009, 36(3): 26-30.
    [22] 农宏亮, 曾伯胜, 莫建霖, 等. 基于SolidWorks Flow Simulation的甘蔗收割机排杂装置内部流场模拟[J]. 农业工程, 2017, 7(4): 133-137, 177.
    [23] 阎昌琪. 气液两相流[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社, 2010: 2-5.
    [24] 颜攀. 固定床鼓泡反应器中微气泡的形成演化规律[D]杭州: 浙江大学, 2017: 51-52.
    [25] AGO K, NAGASAWA K, TAKITA J, et al. Development of an aerobic cultivation system by using a microbubble aeration technology[J]. J Chem Engin Jap, 2005, 38(9): 757-762. doi: 10.1252/jcej.38.757
    [26] 王淼, 黄兴法, 李光永. 文丘里施肥器性能数值模拟研究[J]. 农业工程学报, 2006, 22(7): 27-31.
    [27] LI G, YANG X G, DAI G. CFD simulation of effects of the configuration of gas distributors on gas-liquid flow and mixing in a bubble column[J]. Chem Engin Sci, 2009, 64(24): 5104-5116. doi: 10.1016/j.ces.2009.08.016
    [28] 蒋建明, 朱正伟, 李正明, 等. 水产养殖中复合精确自动增氧技术研究[J]. 农业机械学报, 2017, 48(12): 334-339.
    [29] 周红标. 基于自组织模糊神经网络的污水处理过程溶解氧控制[J]. 化工学报, 2017, 68(4): 1516-1524.
    [30] 史兵. 河蟹池塘养殖智能支持系统关键技术研究[D]. 镇江: 江苏大学, 2013: 40-47
    [31] 马相鹏, 高海波, 李程, 等. 基于鲸鱼算法的养殖工船水泵模糊控制优化研究[J]. 渔业现代化, 2023, 50(3): 48-55.
    [32] 房燕. 工厂化水产养殖纯氧增氧锥优化设计与性能测试[D]. 上海: 上海海洋大学, 2013: 34-35.
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-20
  • 修回日期:  2023-08-06
  • 录用日期:  2023-08-19
  • 网络出版日期:  2023-08-31

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