养殖网箱原位清洗关键技术及装备研究

本研究在庄河市富谷集团红鳍东方鲀养殖网箱开展养殖季半年挂网试验,进行了网衣附着物特性分析,提出一种冲击-射流耦合的网衣原位清洗方案,设计了清洗刀片、清洗喷嘴和清洗盘,采用Fluent流体仿真技术对喷嘴结构形式及关键结构参数进selleckchem行了优化设计,设计并试制网箱清洗装置试验台,开展正交试验优化喷嘴清洗作业参数,验证仿真结果正确性及冲击-射流耦合式网衣清洗方案可行性,为养殖网箱机械化网衣清洗装备研发提供理论依据和技术支撑,具体研究如下:2021年5月~2021年11月进行附着物挂网试验,结果表明:王家岛海域的主要附着生物共21种,其中紫贻贝、石莼、条浒www.selleck.cn/products/PF-2341066苔、鸭毛藻、刺麦秆虫、美螅、玻璃海鞘为有优势物种。试验期间覆盖率先上升后下降,夏季为附着旺盛期,覆盖率随水深增加而降低,对紫贻贝生物学特征、生长规律及力学特性进行了分析,紫贻贝壳长与壳宽、壳厚呈极显著的线性正相关关系,壳长、壳宽、壳厚与体重之间呈极显著幂函数关系。紫贻贝在进行压缩强度测定的时候,曲线存在一个屈服点,壳长、壳宽、壳厚方向上压缩强度依次增大,最大压溃力195.91N。研发并设计了一种冲击-射流耦合式网衣清洗装置及网衣清洗试验台的设计,清洗装置由旋转接头、清洗刀片、清洗喷嘴、分流管、万向节构成,试验台由试验水箱、电动滑台、清洗支架、清洗盘、旋转接头、推杆电机、高压柱塞泵组成。对清洗盘、清洗刀片、滑台等关键部件进行了设计计算及选型,确定清洗盘尺寸直径为240mm,宽度为120mm,清洗刀片长为25mm、宽为20mm,滑台提升速度为0~80mm/s,推杆电机行程为0~200mm。采用Fluent对突变型、锥型、弧型三种喷嘴流场速度、气相体积分数的变化规律进行分析,突变型喷嘴射流及空化性能最优。设计正交试验仿真研究突变型喷嘴喉管长度、出口角度、出口直径对空化性能的影响规律,确定喷嘴内部multi-domain biotherapeutic (MDB)的最优结构参数组合为:喉管长度为3mm,出口直径为1.4mm,出口角度为45°,该参数下气相体积分数达到85%。依据前期仿真优化结果设计试制网衣清洗试验台,开展正交试验研究喷嘴作业参数对空蚀性能的影响规律,并测试清洗装置整机性能。结果显示:泵压对空蚀的影响程度最大,其次为靶距,喷嘴角度的影响最小,在泵压25MPa、靶距10mm、夹角15°时清洗效果最优,紫贻贝破清洗率可达82.5%。