围网网衣清洗装备的设计与打击力试验

在深海围网养殖过程中,围网网衣容易滋生很多附着物,影响围网内外部水体流动交换,附着物还会加重网衣重量,受海浪冲击时可能造成网衣破损。针对围网网衣清洗难的问题设计了一套围网网衣清洗装备。该装备采用水射流清洗技术,根据选取的高压泵(额定流量50 L/min,额定压力20 MPa)应用水动力学计算该装备喷嘴的理论直径与水射流理论打击力,加工样机进行水射流打击力对比试验来确定其最优喷嘴出水口形状和直径。结果显示：该设备在选配0.8 mm的圆柱形喷嘴时能与该高压泵的额定压力流量相匹配,可对该泵的压力流量进行最大化利用。研究表明,该设备在水下清洗时配有0.8 mm的圆柱形喷嘴能产生的射流打击力最大,且在靶距保持在10 mm内清洗效果最好,并为水射流清洗研究提供参考意义。     

喷嘴结构对网衣清洗装备水下空化特性的影响

针对我国深远海大型网箱养殖网衣清洗装备缺乏的难题,基于高压射流空化原理,研制了一种双体深水网箱网衣清洗装备。采用数学建模及物理试验方法,建立了清洗装备关键部件的水动力特性分析方程,开展清洗装备水下清洗试验,探究了不同工况下的喷嘴孔径、喷嘴与转盘夹角 (喷嘴轴线与分流转盘盘面所呈角度)、靶距对清洗装备污损生物清洁率的影响。结果表明：网衣挂板污损生物去除率受靶距、喷嘴孔径、喷嘴和转盘夹角等多因素影响,试验参数范围内网衣清洗装备污损生物去除率为30.26%~72.55%;试验范围内喷嘴孔径为1.0 mm,喷嘴与转盘夹角为60°,靶距为0 cm时网衣挂板污损生物去除率最大,靶距对网衣挂板污损生物去除率的影响最为显著。贝类污损生物在清洗装备空化射流冲击作用下主要以壳体破碎形式脱落,网面主要残留物为具有较强吸附力的软质足丝盘。研究结果进一步优化了水下清洗装备系统的参数配置,为网衣清洗装备的设计提供了理论支撑。

     

喷嘴结构对网衣清洗装备水下空化特性的影响

为揭示淹没环境下喷嘴高压射流空蚀的作用机理及沿程参数作用,基于空泡演变过程,利用有限体积法采用混合多相流模型对网衣清洗装备喷嘴空化程度、速度分布及射流空蚀强度进行分析.结果 发现,喷嘴空化初生、生长及溃灭主要发生在流场外围区域,实验样靶空蚀区以圆环形式呈现,在圆环冲蚀区内分布密集的冲蚀凹坑,中心区域有明显的冲蚀斑痕;空...     

海洋养殖柔性网衣结构水动力特性研究进展

发展深水网箱养殖是保障我国粮食及食品安全的长远战略,也是缓解近海网箱养殖环境胁迫力、拓展食物生产空间的必然选择。发展深水网箱养殖首先需要面对的突出挑战是养殖设施在外海恶劣海况下的安全性问题。网衣是深水网箱的主体结构,由于其自身具有高柔性、小尺度的特点,在波浪和水流作用下易出现大位移和大变形的极端响应。当前,网衣结构分析技术已成为我国深水网箱养殖工程技术的薄弱环节,一定程度上制约当前海上养殖网箱向大型化和深水化发展。因此,网衣水动力特性研究对于深远海网箱养殖的发展具有重要意义。本研究系统介绍了计算网衣水动力荷载的主要方法及其适用范围。同时,对网衣动态响应数值计算中的主流建模技术进行了总结和分析。最后,根据目前网衣水动力特性研究中存在的热点问题,提出了网衣流固耦合分析、生物污损分析、数字孪生技术等前沿发展方向,为网衣水动力学分析向数字化、精准化发展提供参考。     

空化射流式深水网箱网衣清洗装备的性能研究

为揭示网箱网衣附着污损生物的去除机理及影响因素,文章运用数值模拟方法结合样机试验,分析了淹没环境不同工况下清洗装备喷嘴的空化特性,获取了不同入口压力、喷嘴孔径(d)的清洗装备网衣挂板清洗清洁率,探究了空化射流作用下深水网箱网衣污损生物的去除机理.数值模拟结果表明,额定流量下,喷嘴孔径为0.6～1.0mm,喷嘴最大气相体...     

深水养殖网箱试验中网衣相似准则的应用

通过分析与试验相结合的方法对重力相似准则在网衣试验中的适用性进行研究。试验以在国内应用较广的田内相似准则作为参照,分析讨论了两种相似准则的异同,推导得出了重力相似准则结合大小尺度比在网衣模型设计中的质量校正公式及刚度校正公式。并据此按照两种相似准则,设计了包括网衣、底杆和沉子系统的两套模型,模型上端固定于设置了受力传感器的刚性直杆上。试验在纯流条件下进行,分别设置5组流速,试验水深0．8m。各组流速重复试验3次,受力由固定于刚性直杆上的传感器测量获得,网衣的变形则通过系缚在网衣上的二极管的坐标确定。在进行受力分析时,由于两相似准则的受力比尺不同,因此必须将模型受力按照对应比尺统一转换为原型值,同时利用受力与流速的回归关系式将模型受力校正为同一流速下的数值然后再进行比较。试验结果表明,相同流速条件下,两种相似准则的模型受力及变形总体上吻合较好,说明重力相似准则在网衣试验中采用质量校正及刚度修正后同样能够得到令人满意的结果,而且试验中模型的大尺度比达到1：20,这无疑为涉及波浪问题的深水网箱模型试验的设计提供了保障,从而避免了田内相似准则在深水网箱试验研究中应用的局限性。     

海水网箱网衣防污技术的研究进展

海水网箱养殖中,网衣污损附着物会影响网箱设施安全及其养殖鱼类的健康生长,因此,网衣防污是网箱养殖业备受关注的问题.本文在简述海水网箱网衣分类与特点的基础上,重点介绍了人工清除法、防污涂料法、机械清除法、金属合金网衣防污法、箱体转动防污法、生物防污法、网衣本征防污法等网衣防污技术最新研究进展;结合本课题组在网衣防污方面的...     

网箱网衣附着物危害及防治

随着规模化育苗的不断发展,越来越多的研究者、养殖户开始使用网箱进行苗种培育。但是在网箱培育过程特别是在春夏季,经常会出现大量附着物在网衣上滋生,给苗种培育带来极大的危害,值得养殖者注意。一、网箱附着物的危害网箱长期在水中浸泡后吸附了鱼体排泄物及水中污物,网衣上     

养殖网箱清洗设备的实验研究

在网箱养殖业中,网箱网衣的清洗是亟待需解决的一个问题.本文主要对自行研制涡旋式网箱清洗设备的使用效率进行研究.通过对4种不同规格的毛刷进行实验分析,评估涡旋式网箱清洗设备的实际清洗效率、清洗时间.通过对耐清洗生物种和对污染性生物再生长的研究,为以后的工作指明方向.最终确定自行研制的涡肇式网箱清洗设备的最佳毛刷长度为15～20 cm,设备的清洗效率为30%以上,最佳清洗时间为下海后2周,实验区耐清洗的生物主要为紫贻贝和牡蛎.同时要根据海区及附着物的不同,选择不同的毛刷材料.在实际养殖过程中,采取机械清洗和其他清洗措施相结合的方法,来解决养殖网箱网衣的清洗问题.     

高压网衣清理机的原理与应用

随着海水养殖业大型深水网箱的不断推广应用，其所需要的各种配套设施日显缺乏。本文介绍的网衣清理机就是能有效清洗海水网箱网衣附生物的一种养殖业配套机械。     

新型滚筒式贻贝清洗设备设计

为了提高贻贝清洗工序的自动化程度和清洗效果,降低工人劳动强度,设计了一种集打散和清洗工序为一体的新型滚筒式贻贝清洗设备,利用摩擦清洗方式代替当前使用的振动清洗方式,清洗后的贻贝表面附着物和足丝连接更少,该设备提高清洗加工自动化程度和降低加工人员配置的同时,设备占地面积更小。采用Solidworks软件和Simulation模块对设备进行三维建模和相关零部件的有限元仿真,并对该设备进行样机制作和相关试验。结果显示:清洗过程中,贻贝破损数量和滚筒转速成正比,清洗所用时间和滚筒转速成反比,结合破损数量和清洗时间两曲线,确定滚筒最佳转速为30 r/min,最佳清洗时间为32s,清洗速度为375颗/min(约25 kg/min)。该设备对发展贻贝船上加工模式具有借鉴意义。     

水流作用下一种养殖金属网衣水阻力特性的数值模拟研究

为保障深远海金属网箱养殖系统的结构安全,进行网箱结构的水动力学研究是一项重要的工作。构成金属网箱主要组成部分的金属网衣是一种小直径多孔的网状结构,在波浪和水流作用下的水动力学特性与一般的海洋工程结构物有显著不同。本文基于有限元基本原理,采用梁单元模拟金属网线结构,采用连接单元模拟网线接触部位的相互作用,并运用ABAQUS软件进行数值计算,在试验验证的基础上,分析了在水流作用下一种金属菱形链网衣在不同网目尺寸、不同网线直径情况下的水阻力变化情况。数值模拟结果表明在各种工况下,当网目尺寸由25 mm增加到35 mm、45 mm时,网衣受力增加幅度的平均值分别为14.71%和38.07%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2 mm、4.0 mm时,各工况下网衣受力增加幅度的平均值分别为25.05%和45.06%。研究结果可以为进一步开展深海养殖金属网箱水动力特性研究提供积极的基础。     

波浪作用下半潜式养殖网箱水动力特性

半潜式深远海养殖网箱在波浪作用下会发生变形与运动。为保证网箱结构的稳定性,需对其水动力特性进行分析。本研究基于有限元法建立了波浪作用下一种半潜式网箱的数值模型,通过仿真计算求解网箱的锚绳受力与运动情况。首先,将计算机模拟值与物理水槽试验值进行比较,验证数值模型的准确性。然后,分别研究了半潜式网箱在3种压载状态下的动力响应情况,分析比较了不同波浪条件下网箱锚绳张力、垂荡、纵荡和纵摇的计算结果。结果显示,计算值与试验值基本吻合,二者的相对误差在5%左右。当波高一定时,网箱迎浪侧和背浪侧锚绳受力与波浪周期改变无明显关联;当周期一定时,两侧锚绳受力均随波高的增加而增大。网箱的垂荡、纵荡及纵摇值均与波高呈正相关,随着半潜式网箱吃水的增加,网箱的垂荡、纵荡及纵摇值基本呈减小趋势。网箱在3种压载状态下最大垂荡值和纵荡值分别为12.67 m和10.59 m,网箱在空载状态下的最大纵摇值≤15°,表明半潜式网箱结构具有较好的稳定性。研究结果可为我国深远海养殖网箱设计提供理论参考。     

围网与普通网箱养殖大黄鱼营养成分的比较与分析

大黄鱼Larimichth ys crocea (Richardson)是我国重要的海洋经济鱼类,传统养殖的大黄鱼肉质已明显不如野生大黄鱼.本实验采用临近海区不同的养殖模式(围网与普通网箱)养殖的大黄鱼肌肉来研究其营养成分(包括常规营养成分和游离氨基酸)的含量与营养评价.结果表明:围网养殖大黄鱼的粗蛋白、氨基酸总量、呈...     

深水网箱圆台形囊网的设计与制作

深水网箱囊网受水流推动,形状随水阻力大小而变化。囊网形状的变化与养殖容积有关,并直接影响了网箱养殖效果。通过分析认为,圆台形重力式柔性囊网有较好的抗流效果,更适合于深水网箱养殖作业。通过实物试验,报道了圆台形囊网在流速0.45-0.75 m·s-1时的外形设计、配重及制作方法,为强流下的深水网箱囊网制作提供参考。     

Dynamical analysis of net cage structures for marine aquaculture: Numerical simulation and model testing

A numerical model for analyzing dynamic properties of a net-cage system exposed in the open sea is proposed. The model is based on a lumped-mass method. In this model, the mooring lines are divided into linear elements and the net cage divided into several plane surface elements. The interconnected points or corners are called nodes or lumped-mass centers. The external force is calculated on each element and then equally distributed to its nodes. By adding the contributed forces from the neighboring elements, a system of motion equations for nodes is formed. The volume reduction coefficient of a net cage is estimated by the ratio of minimum volume of net cage during fluid and structure interaction to the original volume. In general, the numerical results are in good agreements with the experimental data. However, the results also show that if the Reynolds number is lower than the suggested range of 1400–1800, the numerical model may underestimate the environmental forces on a net-cage system.     

Dynamical analysis of net cage structures for marine aquaculture: Numerical simulation and model testing

A numerical model for analyzing dynamic properties of a net-cage system exposed in the open sea is proposed. The model is based on a lumped-mass method. In this model, the mooring lines are divided into linear elements and the net cage divided into several plane surface elements. The interconnected points or corners are called nodes or lumped-mass centers. The external force is calculated on each element and then equally distributed to its nodes. By adding the contributed forces from the neighboring elements, a system of motion equations for nodes is formed. The volume reduction coefficient of a net cage is estimated by the ratio of minimum volume of net cage during fluid and structure interaction to the original volume. In general, the numerical results are in good agreements with the experimental data. However, the results also show that if the Reynolds number is lower than the suggested range of 1400–1800, the numerical model may underestimate the environmental forces on a net-cage system.     

莱州湾海域春季不同网目尺寸地笼网渔获性能分析比较

为了让地笼网在人工鱼礁区进行捕捞许可提供科学依据,2018年4月在渤海莱州湾海域采用套网法进行地笼网不同网目尺寸(20、30、40、50、60 mm)的渔获物调查,探讨不同网目尺寸地笼网的渔获性能.对试验结果从相对重要性指数(IRI)、渔获量、主要渔获物优势体长、尾数和重量逃逸率、经济品种渔获量和口虾蛄体长分布进行分析...