射流式增氧機(jī)性能研究

1、射流式增氧機(jī)性能研究漁業(yè)現(xiàn)代化2011年第38卷第2期49射流式增氧機(jī)性能研究門濤,張祝利,顧海濤,何雅萍,王君(1舊家漁業(yè)機(jī)械儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗巾心,上海200092;2農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程重點開放實驗室,上海200092)摘要:為評價射流式增氧機(jī)性能,采用SC/T6009-1999增氧機(jī)增氧能力試驗方法標(biāo)準(zhǔn),通過清水試驗和養(yǎng)殖池塘試驗,研究了射流式增氧機(jī)在清水中的增氧能力,動力效率,以及實際養(yǎng)殖池塘中上下水層溶解氧變化.結(jié)果表明:射流式增氧機(jī)對于下層水體具有良好的增氧效果,能使1.5m水深處溶氧值提高31.0%;利用產(chǎn)生的水流攪拌水體,使上下水層進(jìn)行交換,避免水體溶氧量分層分布,并且水體曝氣

2、也可改善水質(zhì).關(guān)鍵詞:射流式增氧機(jī);溶解氧;增氧性能;動力效率;池塘養(yǎng)殖中圖分類號:$969.32l文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10079580(2011)02-49-04射流式增氧機(jī)產(chǎn)品主要可以分為兩種類型:一種是采用潛水電動機(jī)來帶動槳葉的高速旋轉(zhuǎn);另一種是電動機(jī)在水面上,通過傳動軸來帶動槳葉的高速旋轉(zhuǎn).周建來等j認(rèn)為射流式增氧機(jī)產(chǎn)生的水流中含有一定比例的氣體;吳世海提出射流式增氧機(jī)最佳性能參數(shù)并指出射流式增氧機(jī)用于對蝦高產(chǎn)養(yǎng)殖,增產(chǎn)效果明顯;田朝陽等研究表明射流式增氧機(jī)能:效降低魚池里有害氣體,提高鰻鱺成活率;李:FF明等通過比較認(rèn)為具有曝氣功能的射流式增氧機(jī)能有效改善水質(zhì).本文通過對按實驗室

3、標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測結(jié)果和應(yīng)用于養(yǎng)殖池塘的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,探究其實際應(yīng)用效果.1材料與方法在清水試驗中,評價增氧機(jī)的主要性能指標(biāo)分別為增氧能力和動力效率.前者是指單位時間內(nèi)水體巾溶解氧質(zhì)量的增加量,反映產(chǎn)品增加水體氧含量能力的技術(shù)指標(biāo),用戶可根據(jù)需求選擇產(chǎn)品;后者是指單位時間內(nèi)每千瓦輸入功率的增氧能力,反映產(chǎn)品的能效指標(biāo),高能效指標(biāo)的產(chǎn)品可以降低用戶養(yǎng)殖成本.1.1增氧能力試驗取國家漁業(yè)機(jī)械儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心射流式增氧機(jī)產(chǎn)品2000-2010年近l0年的檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析.試驗按照SC/T6009-1999增氧機(jī)增氧能力試驗方法E6標(biāo)準(zhǔn)所要求的在直徑6.3m,水體體積32m的標(biāo)準(zhǔn)水池中進(jìn)行,試

4、驗用水為自來水,探頭位置按照標(biāo)準(zhǔn)要求放置.試驗儀器:YSI一58型溶氧儀,DZFC一1型電能綜合測試儀,DYM3型空盒氣壓表及計算機(jī)數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)(采樣時間間隔為30S).消氧劑:亞硫酸鈉NaSO(工業(yè)純).催化劑:氯化鈷CoC1?6HO(分析純).統(tǒng)計樣本數(shù):0.75kWX4臺,1.1kWX6臺,1.5kWX6臺,3kW×4臺.1.2溶氧值變化試驗池塘增氧能力試驗在上海市松江區(qū)泖港淡水養(yǎng)殖基地1號池塘中進(jìn)行.池塘長100m,寬50II1,平均水深1.8m.試驗將2臺1.1kW的射流式增氧機(jī)放置于養(yǎng)殖池塘中,與池塘窄邊相距30m,其出水口距離水面0.6m,與水面夾角30.試驗采用溶

5、氧儀探頭6只,分為3組,每組2只,分別分布于距離增氧機(jī)10m的3個位置,測量深度分別為0.5m和1.5l”fl,測量時間為連續(xù)開機(jī)2.5h進(jìn)行采樣,每隔2min取一次樣,測量內(nèi)容為增氧機(jī)運(yùn)行時上下水層溶氧值和水溫的變化情收稿日期:2011-03.22修回日期:20114)40l資助項目:2011年農(nóng)技推廣與體系建設(shè)專項水產(chǎn)增氧機(jī)械推廣與應(yīng)用作者簡介:門濤(1986一),男,助理T程師,主要從事漁業(yè)機(jī)械檢測與標(biāo)準(zhǔn)化研究.E.mail:mentao50漁業(yè)現(xiàn)代化>>2ol1年第38卷第2期1.3數(shù)據(jù)處理射流式增氧機(jī)是以擴(kuò)散方式增氧,在射流中心產(chǎn)生負(fù)壓,將空氣通過進(jìn)氣管,

6、氣室,吸入射流中心負(fù)壓區(qū),在負(fù)壓壓力和葉輪對氣體的剪切,粉碎,乳化作用下,增加空氣與養(yǎng)殖水體的接觸面積.根據(jù)雙膜理論,由于氣,液雙膜存在氧的濃度差異,產(chǎn)生氧的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移.任意水溫下的氧質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)按公式(1)計算:×60(1)式中:()一任意水溫下的氧質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù),h;Cl,C2-tl,t2時的溶氧值,mg/L;tl,t2一C1,C的讀數(shù)時間,min;卜水溫,;Cs一水溫為時的飽和溶氧值,mg/L.在實驗室增氧能力試驗中,由于不同臺次射流式增氧機(jī)試驗時水溫存在差異,無法進(jìn)行科學(xué)比較,需將任意水溫下的氧質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)修正為標(biāo)準(zhǔn)條件時(水溫20)的氧質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù),按公式(2)修正,h(20

7、=標(biāo)準(zhǔn)條件下,增氧機(jī)的增氧能力Q按公式(3)計算,Qs=(20)XVXCf20)X10(3)式中:試驗用水體積,m;C為水溫20時的飽和溶氧值,m#L.增氧機(jī)的動力效率按公式(4)計算,Es=等(4)式中:一實測輸入功率,kW.在池塘溶氧值變化試驗中,將試驗0量的數(shù)據(jù),即上下水層(0.5Ill,1.5m)的溶解氧和溫度等數(shù)值使用Excel統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行數(shù)值分析,計算其每組均值.2試驗結(jié)果2.1實驗室增氧能力試驗結(jié)果各主要規(guī)格射流式增氧機(jī)的增氧能力和動力效率平均值數(shù)據(jù)見表1.根據(jù)試驗結(jié)果,0.753kW射流式增氧機(jī)的增氧能力值為0.201.20kg/h,動力效率值為0.240.45kg/kW?

8、h.射流式增氧機(jī)具備一定的增氧效果,對同樣功率的葉輪式增氧機(jī)和水車式增氧機(jī)增氧能力實驗室試驗結(jié)果平均值統(tǒng)計結(jié)果為1.344.32kg/h.因此,在按實驗室標(biāo)準(zhǔn)方法測試條件下,射流式增氧機(jī)的增氧能力不如葉輪式增氧機(jī)和水車式增氧機(jī).測試現(xiàn)場觀察,射流式增氧機(jī)工作時,形成顯著的水體流動并在水中產(chǎn)生大量微小氣泡.表1射流式增氧機(jī)增氧試驗結(jié)果Tab.1Testresultsofjetaerator2.2池塘溶氧值變化試驗結(jié)果射流式增氧機(jī)池塘增氧試驗實測溶氧數(shù)據(jù)變化曲線如圖l.可以發(fā)現(xiàn),增氧機(jī)開機(jī)運(yùn)行后,1.5m處下層水體溶氧值開始上升,上層富氧水體溶氧值則在增氧機(jī)的攪拌作用下有所下降,池塘上下水層在開機(jī)

9、50rain后,上下水體溶氧值趨于一致并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),這時,1.5in水深處溶氧值達(dá)到8.53mg/L,池塘中溶氧值平均增加0.31mg/L,平均增氧速率為0.46mS/(L?h).圖1池塘溶氧值隨時間的變化Fig.1Oxygenchangesovertimeinaquaculturepond射流式增氧機(jī)池塘增氧試驗實測水體溫度數(shù)據(jù)變化曲線如圖2.根據(jù)現(xiàn)場上下水體溫度測試結(jié)果可見,1.5m深處水體溫度在80min內(nèi)上升1.5左右,與表層水溫達(dá)到一致,上下水體得到有效混合.現(xiàn)場觀察,射流式增氧機(jī)運(yùn)行時噪音較小,水體較為平穩(wěn),由于它運(yùn)轉(zhuǎn)時位于養(yǎng)殖池池底并與池底平行,吸人的空氣可直接作用于養(yǎng)殖池底層

10、水體和池底沉積物,達(dá)到提高增氧效率,加漁,l代化>2011年第38卷第2期速氧化分解池底沉積物的目的.51圖2池塘溫度隨時間的變化Fig.2Temperaturechangesovertimeinaquaculturepond3射流式增氧機(jī)性能分析3.1具備一定的下層缺氧水體增氧功能射流式增氧機(jī)是一種物理增氧方式,可增加空氣與養(yǎng)殖水體的接觸面積.根據(jù)雙膜理論,由于存在氧的濃度梯度,產(chǎn)生氧的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散.從清水增氧試驗結(jié)果來看,葉輪式和水車式增氧機(jī)在試驗水池測試時表現(xiàn)出較強(qiáng)的增氧能力,但在池塘養(yǎng)殖應(yīng)用中,射流式增氧饑對于下層水體溶氧值有著明顯的改善效果,使;礙1.5m水深處溶氧值提高

11、31.0%.3.2具備良好的水體攪拌能力在池塘實際應(yīng)用試驗時,用泥漿水法測池塘水流,可看到水體的定向循環(huán)流動.由圖1,圖2看出,運(yùn)行80min后,上下水層溫度和溶氧值趨于一致,上層和下層水體進(jìn)行了充分的混合,消除了水體中溶解氧與溫度垂直分布的不均勻性.3.3存在的問題目前,國內(nèi)使用1.1kW射流式增氧機(jī)的較多,其動力效率為0.50.8kg/kW?h.統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映出該指標(biāo)離散性較大,性能良莠不齊.從國外相關(guān)資料來看,國外同類產(chǎn)品的動力效率在1.0kg/kW?h左右,國內(nèi)產(chǎn)品存在一定的差距.4結(jié)論實驗室試驗結(jié)果表明,O.753.00kw射流式增氧機(jī)的增氧能力為0.201.20kg/h,動力效率為0

12、.240.45kg/kw?h,其增氧能力和動力效率不如同規(guī)格的葉輪式增氧機(jī)和水車式增氧機(jī).池塘增氧試驗結(jié)果顯示,射流式增氧機(jī)對于下層水體具有良好的增氧效果,能使1.5m水深處溶氧值提高31.O%,并且隨著水深的增加,增氧能力越明顯.另外,射流式增氧機(jī)對上下層水體還具有良好的攪拌作用,促進(jìn)了水體上下交換,可避免水中溶解氧分層分布,同時,水體曝氣也改善了水質(zhì).口參考文獻(xiàn)1劉晃.我國射流式增氧機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀J.漁業(yè)現(xiàn)代化,2001(4):31-32.2周建來,邱白晶,鄭銘.雙側(cè)吸氣射流增氧機(jī)內(nèi)吸氣作用的分析J.農(nóng)業(yè)工程,2009,25(7),72-78.3吳世海.射流自吸式增氧機(jī)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械,2007

13、,38(4):88I92.4田朝陽,陳燕婷.射流增氧技術(shù)在鰻鱺養(yǎng)殖上的應(yīng)用J.福建水產(chǎn),2006,12(4):39405李開明,劉軍,劉斌,等.黑臭河道生物修復(fù)中3種不同增氧方式比較研究J.生態(tài)環(huán)境,2005,14(6):816-821.6SC/T6009-1999,增氧機(jī)增氧能力試驗方法s.7Metealf,EddyInC.Wastewaterengineering:treatment,dispoalreuseM.SecondEdition.TheUSA:McGrawHillCompanies,1991.(下轉(zhuǎn)第55頁)?信息?漳州市積極引導(dǎo)漁船”小改大”“木改鋼”福建省漳州市通過引導(dǎo)漁民拆

14、解小馬力漁船,整合馬力指標(biāo),開展股份合作等形式共同建造發(fā)展大馬力漁船.自2008年以來,該市已拆解小馬力木質(zhì)漁船約1120艘,同時通過從浙江,泉州,福州等外省,市進(jìn)行調(diào)劑,使全市每年新增的鋼質(zhì)漁船數(shù)量逐步上升,據(jù)統(tǒng)計,2008年,全市增加了187艘,2009年增加257艘,2010年增加了300余艘.目前,全市鋼質(zhì)漁船總數(shù)已達(dá)1550艘,比2007年底翻了將近一倍.至2010年底,鋼質(zhì)漁船占全市捕撈漁船的比重比2008年上升了10個百分點,已占全市60馬力以上中型漁船總數(shù)的6l%,推動了海洋捕撈產(chǎn)業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展.(福建省海洋與漁業(yè)廳網(wǎng))漁,j觀代化)2Ol1年第38卷第2期55Develop

15、mentofcompactloweringventilatornoiseequipmentinfishingshipcabinSHlXiao.rninttrolllhanialEnginingchoolt!fZhejiangOceanUniversit),Zhousban316004,China,Abstracts:h1O1dertolowelnois(COUlingfromventilatorinfishingshipca)in,compactloweringventilatornoiseequipmentwasdevelopedbymeansofabsorbsoundandlowering

16、noiseprinciple.Simulationandnoisetesthavebeendoneinlaboratory,andtheresultwasthatventilatornoisewasfrom107dB(A)downto77dB(A).Abetterresultofloweringnoiseandabsorbingsoundwasachieved.Theequipmenthasthesefeaturesofsmallsize,simplestructure,easyinstallation,lowmanufacturecostandsoon.Itprovidedanewmetho

17、dtolowerworkingnoiseofventilatorinfishingshipca1)in.Keywords:fishingshipeahin;loweringnoiseequipment;ventilator(上接第40頁)StudiesondormancyruleofApostichopusiaponicusHUFanguang,GAOXiang,WANGZhi-gang,LIMei-zhenZHOUWen-jiang,MADanping,LIShao-bing,ZHANGYu(1MaricuhureInstituteofShandongProvince,QingdaoShan

18、gdong266002,China;2ShandongOrientalOceanSciTechCo.Ltd,YantaiShangdong264003,China)Abstract:Toinvestigatethecrit:icaltemperatureandphysiologicaltraitschangesduringdormancyperiod,Apostichopusp0ncMswereculturedintheseedingworkshoporpondoutdoor.Theseedingworkshopoftenperaturecontrolwasforrearingtwosizes

19、larvaof<0.5gand0.5-1.0g.andpondoutdoorforfoursizesof2-3g,510g,3050gand100-200g.Duringculturing,temperatureandingestionoflarvawereobserved.Theresultshowedthatthelarvaof<ii0gwasnevergoingintoaestivating.Forthoseof>30g.whenwatertern-peraturewasabove22,aestiwtionoccurred,andwatertem

20、peraturebellow1oCinwinter.A.japonicusstoppedingestingandfelledintohibernation.Keywords:Apostiehopusjaponicas;dormancy;criticaltemperature;bodycharacter(上接第51頁)ResearchonaerobicperformanceofjetaeratorMENTao,ZHANGZhuli一,GUHai.tao,HEYaping,WANGJun(1ThenationalSupervisionandTestingCenterofFisheryMachineryandlastrument,Shanghai200092,China;2IyLaboratoo”ofFisheOEquipmentandEngineering,MinistryofAgriculture,Shanghai200092,China)Abstract:Inordertoevaluateaerobicperformance