双通道排水系统对矩形圆弧角养殖池流场特性的影响研究

发布时间：2021-06-24 19:48

　　为改善养殖池内水动力条件和基于提高养殖池自净能力的需求,采用双通道排水系统实现养殖池内固体废弃物的第一级有效分离,并对双通道养殖池内的流场特性开展研究。基于计算流体力学（CFD）技术建立了矩形圆弧角养殖池的三维湍流数值模型,并对单通道和双通道养殖池流场特性进行对比分析。结果显示:在单管入流条件下,双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约7%,阻力系数平均降低约13%,同时均匀系数UC₅₀平均大幅提高约23%;而在双管入流条件下,双通道养殖池的平均速度比单通道养殖池平均增长约8%,阻力系数平均降低约14%,均匀系数UC₅₀平均增长约7%。研究表明,双通道养殖池的底流分流比对于流场特性的影响较小,双通道排水系统能够有效改善养殖池内水动力条件,增强水力混合特性。 

【文章来源】：渔业现代化. 2020,47(06)CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

测点分布示意图

为验证数值模型建立的正确性和模拟结果的精度,与Davidson等[24]研究的 Cornell-type双通道养殖池结构试验结果进行了比较。验证模型设计参数:圆形养殖池直径3.66 m,水深0.91 m,底部出流口直径0.05 m,溢流口直径0.15 m,进水口直径0.042 m。如图2所示,边壁设6个进水口,从上到下前4个进水口设向左45°弯头,第5个进水口设向下45°弯头,第6个(最下侧)进水口不设置弯头。参照Davidson等[24]设置一个通过池中心的纵切面,在不同深度(5个横截面距池底分别为0.06、0.212、0.364、0.516、0.668 m)进行速度监测,将不同深度相同位置监测值取平均值作为养殖池内相应径向位置速度的代表值。数值计算与试验结果对比见图3。

参照Davidson等[24]设置一个通过池中心的纵切面,在不同深度(5个横截面距池底分别为0.06、0.212、0.364、0.516、0.668 m)进行速度监测,将不同深度相同位置监测值取平均值作为养殖池内相应径向位置速度的代表值。数值计算与试验结果对比见图3。试验结果与模拟结果对比,绝大多数监测点的相对误差在10%以内,数值模拟计算结果总体与试验结果吻合较好,主要监测位置数值模拟结果与试验结果比较接近。验证结果证明了本研究建立的数值模型合理,精度基本满足要求,可用于养殖池水动力特性的研究。

【参考文献】：
期刊论文
[1]圆弧角优化对单通道方形养殖池流场特性的影响研究[J]. 桂劲松,张倩,任效忠,刘鹰,马真,史宪莹,许条建,薛博茹.  大连海洋大学学报. 2020(02)
[2]两种双通道圆形养殖池水动力特性的数值模拟与研究[J]. 刘乃硕,刘思,俞国燕.  渔业现代化. 2017(03)
[3]基于CFD的循环生物絮团系统养殖池固相分布均匀性评价[J]. 史明明,阮贇杰,刘晃,郭希山,叶章颖,韩志英,朱松明.  农业工程学报. 2017(02)
[4]水产养殖中鱼类福利学研究进展[J]. 李贤,刘鹰.  渔业现代化. 2014(01)
[5]我国海水工业化养殖面临的机遇和挑战[J]. 刘鹰,刘宝良.  渔业现代化. 2012(06)
[6]双通道养殖池流态模拟及验证[J]. 俞国燕,魏武,王筱珍,何真,鄢奉林.  渔业现代化. 2012(06)



本文编号：3247722