海底营养盐注气提升技术的初步研究

发布时间：2023-04-11 20:27

　　用人工的方法将富含营养盐的深层海水提升到海洋表面,进而改善海水鱼类食物链的环境条件,可以从根本上保证海洋渔业的可持续发展。由于海洋环境的特殊性,目前国内外学者提出的关于深层海水的提升方法都有一定的局限性,尚未发现一种可实施性强、稳定可靠的提升手段。本文将水下注气技术运用到解决该问题上来。围绕海底营养盐的注气提升方法及其相关系统的研究,从以下几个章节展开： 第一章,论述了课题的研究背景和意义,并对传统深层海水提升方法、水下注气技术及其在提升液体方面的应用进行了综述。同时,也概括了本文的基本思路和主要研究内容。 第二章和第三章,运用基本的CFD方法,实现了线源和点源水下注气提升模拟。通过观察流体的运动过程,得到了对注气提升技术的感性认识。其中还对比了单点源与多点源的注气提升模型在速度场分布、压力场分布和对液-气流量比上的不同之处,为后续流场仿真的模型选择、参数设置以及相关的试验等提供理论及设计依据。仿真结果表明：水中气泡的上浮会带动其周边的液体一起运动；另外,虽然在一根提升管内布置多个进气口可以加大单管的提升流量,但是由于总进气流量的增加,单管的液-气流量比反而减小了。 第四章,试验研究了...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 人工上升流方法的研究现状
    1.3 水下注气技术的研究现状
    1.4 海底营养盐注气提升技术的研究现状与发展趋势
    1.5 本文研究思路
第二章 线源注气提升模拟
    2.1 关于注气提升方法的计算流体力学基本问题
    2.2 线源注气提升问题描述
    2.3 水渠的建模与网格生成
    2.4 线源注气模型求解过程
    2.5 计算结果
    2.6 本章小结
第三章 点源注气提升模拟
    3.1 点源注气模型说明
    3.2 点源注气模型网格生成
    3.3 点源注气提升模型求解设置
    3.4 单点源注气提升流场分析
    3.5 多点源注气提升流场分析
    3.6 单点源与多点源提升流量对比与分析
    3.7 本章小结
第四章 水下竖直管注气提升试验
    4.1 试验装置
    4.2 进气流量与液体出流量关系试验
        4.2.1 试验步骤
        4.2.2 试验结果与分析
    4.3 进气深度与液体出流量关系试验
        4.3.1 试验设置
        4.3.2 试验结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 上升流与表层海水混合模拟研究
    5.1 流动环境下的负浮力射流
    5.2 FLUENT的组分传输模块与UDF介绍
    5.3 混合模型设置
        5.3.1 数学模型
        5.3.2 海域环境温度分布与海水材质设置
    5.4 出口密度弗劳德数F_r=0.205,射流比u_r=2时上升流混合沉降研究
        5.4.1 混合流场特性研究
        5.4.2 最大上升高度
        5.4.3 分离点深度及其与提升管中心的距离
        5.4.4 扩展层厚度
    5.5 上升流流量对上升流混合沉降的影响
    5.6 射流比对上升流混合沉降的影响
    5.7 密度差对上升流混合沉降的影响
    5.8 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作创新点
    6.3 工作中的不足和展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3789694