Settling velocity characterization of aquacultural solids

A top-loading settling column is described and used to characterize the settling properties of the solids in the discharge water from a commercial rainbow trout production facility. Mass-based and phosphorus-based settling curves are presented. The median settling velocity on a mass-basis for the settleable solids was 1.7 cm s⁻¹. The median settling velocity for the settleable phosphorus was 1.15 cm s⁻¹. Manually stripping fecal material from rainbow trout resulted in settleable solids with a median settling velocity of 0.7 cm s⁻¹. Examination of the settling velocity curves show that halving the overflow rate (OFR) from 2 to 1 cm s⁻¹ changes the removal efficiency from 0.61 to 0.73, an increase of about 20%. Halving the OFR again to 0.5 cm s⁻¹ increases the removal efficiency to 0.81, an improvement of about 11%. Settling characteristics of aquacultural solids will vary from facility to facility. The methods described in this paper can be used to perform a similar type of analysis at other aquacultural sites, which may be growing other species under different management regimes.     

轴流泵叶轮出口轴面速度和环量的试验研究

为了研究系列高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量分布规律,设计了叶轮出口流场测量装置。基于流体绕流圆球理论,采用微型五孔探针对高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量进行了试验测量。试验结果表明,在最优工况下,系列高效轴流泵模型叶轮出口轴面速度呈二次抛物线流型,其最大值出现在叶片中部,且轮缘侧较小的轴面速度提高了汽蚀性能;系列高效轴流泵叶轮出口呈非线性环量分布规律,在轮毂侧环量稍小,在叶片中部较为平直,在轮毂侧环量降低至中部的0.8倍左右,而轮缘侧增大至1.2倍左右;同时叶轮出口轴面速度分布呈现抛物线流型,叶片中部速度最大。测量的轴面速度和环量分布数据拟合成多项式数学模型,可为轴流泵叶轮水力设计提供参考。     

北京山区典型树种树干液流特征及其对环境因子的响应研究

2010年6—9月在妙峰山林场,运用SF-L树干液流仪分别研究分析了典型晴天和生长季侧柏、栓皮栎、油松、刺槐的树干液流速率变化特征及树干液流速率对环境因子的响应。结果表明:4种树种的树干液流速率变化规律呈单峰型,其中侧柏的平均树干液流速率最大,为0.079 3cm/min,刺槐最小,为0.048cm/min。4种树种在各个月份的平均液流速率变化较大,但均在8月份达到最大值。对环境因子影响树干液流速率的相关分析表明:气温、太阳辐射、VDP、土壤含水率和土壤水势与树干液流速率呈正相关,而相对湿度与树干液流速率呈负相关关系,风速、土壤温度与树干液流速率的相关性不明确。太阳辐射对树干液流速率的影响最大,其中对阔叶树种刺槐和栓皮栎的影响比对针叶树种油松和侧柏更大。环境因子对阔叶树影响较大,对针叶树影响较小。运用多元线性回归方法,得出了4种不同树种的树干液流速率和环境因子的多元线性回归方程。     

塔里木盆地多种沙源类型沙通量异变特征研究

以塔里木盆地周边地区多种沙尘源地为研究区,通过塔中、肖塘、若羌、策勒四个风沙观测场获取的沙尘暴过程中贴地层风向、风速数据以及风蚀传感器实测的撞击颗粒数等数据计算出各地起沙临界摩擦速度,利用Gillette经典的垂直沙尘通量及Lettau水平沙尘通量公式对若羌、策勒、塔中、肖塘沙尘通量进行了估算,并通过各层实测的梯度风速作为背景值界定出塔里木盆地多种沙源类型沙通量变化比对特征,结果表明:垂直沙尘通量F量级为10-8kg/(m2.s),水平沙尘通量Q量级为10-4 kg/(m.s);风速相同情况下,F若羌最大,策勒次之,塔中、肖塘较小;Q若羌值最大,策勒次之,塔中第三,肖塘最小。垂直沙通量F与风速都表现出较好的线性相关,风速递增,垂直沙通量递增;风速递减,垂直沙通量递减。在风速递增幅度相同条件下,若羌Q值递增幅度最大,策勒次之,塔中、肖塘基本相同。     

涡旋式流化床生物滤器水力特性试验

为把流化床生物滤器应用于循环水养殖系统,探讨其较佳的设计与运行参数,研制了一种涡旋式流化床生物滤器,并对其水力特性进行了试验研究。试验装置使用石英砂作为填料,设计了0.18～0.25、>0.25～0.425和>0.425～0.6mm3组不同粒径范围的石英砂和40、50、60、70、80和90cm6组不同初始砂床高度的双因素试验,探讨了石英砂粒径和初始床层高度对砂床流化性能的影响。结果表明:3组不同粒径范围石英砂的临界流化速度分别为(0.061±0.0088)、(0.25±0.011)、(0.48±0.014)cm/s。砂床要保持良好的流化状态,初始砂床高度与床层直径的比值(高径比)需分别大于1.43,1.78和2.14,且高径比与石英砂粒径大小成正比;在相同的膨胀率下,当初始砂床高度增加时,表面流速基本保持不变。床层压降测量显示,3组不同粒径范围石英砂单位床高的压降值分别为(7530.66±215.98)、(6925.66±364.58)和(6790.08±277.95)Pa/m,使用0.18～0.25mm石英砂测得的压降试验值与理论值较为接近,误差在2%～3%。基于Ergun方程,采用回归拟合方法得出涡旋式流化砂床临界流化速度的数学模型,可为流化床的设计和应用提供技术依据。     

不同农垦地下垫面对风蚀起沙风速的影响分析

以新疆塔里木盆地垦区为例,研究不同地表粗糙度下垫面对风蚀起沙的临界摩擦速度和起沙风速的影响。根据Shao的方法计算不同下垫面起沙风速,结果表明:塔里木盆地垦区所选的小麦、棉花、红枣这3种地类2m高度临界摩擦速度(u*t)分别为棉花地0.40m/s,红枣地0.43m/s,小麦地1.85m/s;2m高度临界起沙风速(ut)分别为棉花地5.3m/s,红枣地5.7m/s,小麦地7.5m/s,小麦地较其他2种地类更具有抵抗风蚀的作用。     

长武塬区降雨入渗特征

为了深入理解深厚黄土层的降雨入渗机制,在黄土高原塬区的长武试验站,应用TDR监测天然降雨下大型土柱土壤含水率的动态变化,并结合土柱底部出流量测定数据,分析天然降雨的入渗特征。结果表明:降雨对土壤含水率的影响主要集中在160 cm深度以上,且随深度增加而递减,至240 cm土层降雨峰值信息几近消失;湿润锋运移速率与降雨强度呈正相关关系,与土壤初始含水率成负相关关系,湿润锋运移深度同降雨量和降雨强度正相关;降雨对300 cm土壤水的补给行为普遍存在,入渗补给以活塞流方式为主;降雨入渗补给土壤水的滞后作用表现出对100～200 cm土壤水的补给滞后时间为15～18 d,对300 cm深度土壤水的补给滞后时间为30～45 d。研究结果对明确黄土塬区水循环机制具有一定参考意义。     

摆动从动杆盘形凸轮机构最小尺寸的完全解法

摆动从动杆盘形凸轮机构的最小尺寸综合问题,迄今未获得圆满解决.基于类速度图原理,通过引入“辅助平行直线族”,求解其与限制凸轮轴心位置若干直线族的交点族中的最左端、最右端者,理论上严格保证其集合为限制凸轮轴心位置的边界点、边界线,进而给出限制凸轮轴心位置的边界点、边界线的精确解析解和离散数值解法,据此直接求解凸轮的最小基圆半径、摆杆长度和直观显示凸轮轴心的容许选取区域,从而解决了按许用压力角设计最小尺寸的摆动从动杆盘形凸轮机构的问题.通过机构设计实例,验证了所提方法的正确性和有效性.     

稳态烟雾机喷管结构对管内气流特性影响研究

用于病虫害防治的稳态燃烧烟雾机应用了烟雾载药技术,喷管是药液烟化的关键部件。为此,对喷管内有无内置管两种类型和3种喷管直径（70,90,110mm）等不同喷管结构进行对比试验,结果显示：对于 D90喷管,有内置管的轴心气流平均温度比无内置管的高82℃;D70喷管轴心气流温度明显高于 D90和 D110两种喷管,同时D70喷管喷口气流的平均速度和最大速度均高于D90和D110喷管;D110喷管喷口气流的平均速度明显较低,仅为D70喷管的44．1％和D90喷管的51．0％,导致D90喷管内轴心的气流温度反而低于 D110喷管。可见,喷管结构及尺寸对喷管内气流温度和速度起着至关重要的作用。因此,针对稳态燃烧烟雾机应综合考虑气流温度、速度及喷烟量等因素确定喷管尺寸参数。     

Sap flow of Castanopsis jianfengensis and its relationship with environmental factors in a tropical montane rainforest

Using thermal dissipation and the ICT-2000TE equipment made in Australia, the sap flow of Castanopsis jianfengensis and various environmental factors were measured simultaneously in a mixed tropical montane rainforest at Jianfengling Nature Forest Reserve (18°369′N, 108°52′E, 860 m elevation) during the dry and rainy seasons of 2002. The results show that sap flow velocity of C. jianfengensis exhibited a monopeak pattern on clear days and a multi-peak pattern on cloudy or rainy days. Sap flow velocity had significant positive correlations with solar radiation, air temperature, vapor pressure deficit and wind speed and a negative correlation with air relative humidity. In the dry season, sap flow velocity had a significant positive correlation with soil temperature and poor correlation with soil moisture; it was the opposite in the rainy season, indicating that precipitation clearly affected sap flow. Linear regression models between sap flow and environmental factors were established and were significant at the 0.005 level of probability. The mean transpiration rates of C. jianfengensis were 103.5 and 41.3 kg/d in our single tree and 1.94 and 0.77 mm/d in stand level in the dry and rainy season, respectively. __________ Translated from the Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(4): 742–748 [译自:应用生态学报]