管式射流驅(qū)動(dòng)下的養(yǎng)殖池集污水動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、工廠化養(yǎng)殖是我國(guó)設(shè)施漁業(yè)的重要領(lǐng)域，是一種現(xiàn)代化、高密度、集約化的養(yǎng)殖模式，在養(yǎng)殖環(huán)境污染嚴(yán)重、水資源匱乏的情況下，越來(lái)越受到養(yǎng)殖企業(yè)的重視并不斷發(fā)展起來(lái)，是目前水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。工廠化養(yǎng)殖多采用循環(huán)水養(yǎng)殖模式，即通過(guò)將養(yǎng)殖廢水進(jìn)行物理過(guò)濾、生物過(guò)濾等步驟，在保證水質(zhì)條件的情況下，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖用水循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)0排放0污染的高效養(yǎng)殖模式。循環(huán)水養(yǎng)殖模式的核心是水處理技術(shù)。目前，針對(duì)養(yǎng)殖池內(nèi)水質(zhì)處理主要包括固體廢棄物的去除、可溶性污物

2、的去除以及水體消毒與增氧。而固體廢棄物作為養(yǎng)殖水質(zhì)的首要污染因素，如何及時(shí)高效的清除是改善水質(zhì)條件的重要手段。本文利用試驗(yàn)與數(shù)模相結(jié)合的方式對(duì)工廠化對(duì)蝦養(yǎng)殖池及魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖池的集排污水力特性進(jìn)行探究，研究不同射流角度與射流流速條件下，養(yǎng)殖池的流場(chǎng)分布特性與污物聚集特性，為工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖池的工程設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文主要結(jié)論如下:
　　(1)利用試驗(yàn)方法探究了對(duì)蝦養(yǎng)殖池在不同射流角度(0°、10°、20°、30°、40°、50°)與射

3、流流速（10cm/s、15cm/s、20cm/s、22cm/s、24cm/s、28cm/s）的污物聚集特性及流場(chǎng)分布特性。研究發(fā)現(xiàn)邊側(cè)射流驅(qū)動(dòng)下，射流角度在40°以?xún)?nèi)時(shí)，方形圓切角養(yǎng)殖池內(nèi)斷面流速呈“V”字形分布，接近池心附近的流速較大，向外先降低，然后再增大。但當(dāng)射流角度超過(guò)40°時(shí)，根據(jù)集污效果可推知，流場(chǎng)將較為凌亂。養(yǎng)殖池的表層流態(tài)和底層流態(tài)亦存在一定差異。表層流場(chǎng)高流速區(qū)主要出現(xiàn)在橫豎斷面貼近池壁處，而底層流場(chǎng)的高流速區(qū)主要出現(xiàn)

4、在射流口及其下游彎段區(qū)間內(nèi)。方形圓切角養(yǎng)殖池的集污效果受射流角度和射流速度影響。研究發(fā)現(xiàn)，射流角度為40°時(shí)，最有利于池內(nèi)污物聚集。射流流速越大，集污效果越好。
　　(2)利用數(shù)值模擬的方法探究了養(yǎng)殖池內(nèi)不同切面上的速度分布規(guī)律，徑向流速與切向流速的分布規(guī)律，不同射流角度α(0°、10°、20°、30°、40°、50°)與射流流速u(mài)（10cm/s、15cm/s、20cm/s、22cm/s、24cm/s、28cm/s）對(duì)養(yǎng)殖池內(nèi)流場(chǎng)

5、分布的影響。研究表明:流速總體分布隨著縱深距離的增大而減小，底層流場(chǎng)由于池底摩擦力的影響，總體流速最小。各深度的流速呈中間小外圍大的分布特點(diǎn)，池心附近縱向速度明顯。各深度平面切向速度分布整體呈相對(duì)對(duì)稱(chēng)的“M”分布，有外圍大而中間小的特點(diǎn)，徑向流速分布并無(wú)明顯規(guī)律，但對(duì)于分析工廠化養(yǎng)殖池池底的集排污特性具有重要意義。隨著射流流速u(mài)的增大，表層流場(chǎng)與底層流場(chǎng)流速增大明顯，且隨著流速增大池內(nèi)水體回轉(zhuǎn)效果變優(yōu)。射流角度α對(duì)流場(chǎng)影響顯著，射流角度

6、α為0°時(shí)，池內(nèi)流速整體較小，且池內(nèi)水體回轉(zhuǎn)效果較差。隨著射流角度的增大，流場(chǎng)整體回轉(zhuǎn)效果變優(yōu)、整體流速變大，到達(dá)40°時(shí)效果最好，而后隨著角度增大，效果變差。
　　(3)利用試驗(yàn)手段研究了魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖池集污水動(dòng)力特性，主要探討了射流流速（0.2 m/s、0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s）、射流角度(0°、10°、20°、30°、40°、50°)以及抽吸方式（底部抽吸模式、邊側(cè)抽吸模式）的影響。結(jié)合