工厂化水产养殖纯氧增氧锥优化设计与性能测试-机械工程专业论文.docxVIP

上海海 上海海洋大学硕士学位论文 II II 竖直管上距离锥顶 0.045m 处、水平直管中部距离弯管 0.12m 处以及增氧锥的顶部 偏下 0.05m 处。利用 Fluent 软件中的 Mixture 模型和标准湍流模型对设计的进气 口位置三个安置方案进行了数值模拟，得到了流场内部多相流的速度分布云图及 速度矢量图，揭示了不同结构增氧锥气液接触起点处管内流体的流动状态。并总 结了不同方案的高效增氧锥结构对增氧效果的影响。通过对增氧锥模拟数据的分 析，得出氧气进气管布置在增氧锥锥顶竖直进水管的中下部最为合适。 设计制造了不同进气口位置方案下的纯氧增氧锥物理模型。实验设备主要由 水泵、增氧锥、水箱、氧气罐和溶氧检测系统组成。设计了由 PLC、溶氧传感器和 计算机组成的检测系统对增氧锥进行在线检测。通过对物理模型增氧效果的测试， 得到了增氧实验验证，证实仿真结果与实验结果吻合。 为纯氧增氧锥设计了可移动的配套装置，即在增氧锥底部安装可移动的轮轴， 并设计了维修拆卸工具。此工具主要由气动系统、卡盘、行程可调滑轨以及轴托 架组成。其中，研发的“环抱”式可调卡盘，可适应更多型号的轴径。把传统手 动拆卸变为气动系统拆卸，加快了拆卸的速度、降低劳动力，提高了工作效率。 由此而建立的增氧锥仿真优化设计技术为工厂化水产养殖增氧锥的设计奠定 了基础，从而简化了设计过程、优选了设计参数、增加了增氧锥的效率。基于氧 气的气泡流体动力学理论而建立的增氧锥优化设计方法是准确有效的，并得到一 些增氧锥实际试验数据的验证。该设计方法为工厂化水产养殖系统的高效增氧锥 设计奠定了基础。 关键词：工厂化水产养殖,增氧锥,数学建模,仿真优化,性能测试,氧气利用率 III III Numerical Calculation Model and Simulation Optimization of a Effective Speece Cone for Recirculating Aquaculture System ABSTRACT Recirculating aquaculture system is an efficient method of industrialized aquaculture production, using water recycling technology, aeration technology, disinfection technology, temperature， ammonia, nitrogen, salts control and regulation technology to achieve integration of the aquaculture and intelligent control, which is benefit in breeding density, high utilization of water resources, less pollution.It is tendency of aquaculture industry in the future. Aeration technology is one of the key technologies of industrial aquaculture process. Reasonable and efficientive aeration ways can effectively increase the utilization of the equipment, improve production efficiency and reduce costs. At present, the bubble column is mainly used in the domestic industrial aquaculture as an aeration equipment, which has advantages of simple structure, less technical precision, and manufacturing convenience and disadvantages of the demand for equipment installation space and low aeration efficiency. In onther country of aquaculture, aeration equipment for industrial aquaculture are mainly using U-tubes, low head oxygen devic