高压射流式水下洗网机喷嘴的设计

为解决深水网箱养殖过程中因网衣附着生物而影响水体交换,并给换网及网衣清洗带来极大困难等问题,开发水下洗网机并提高水下洗网机的清洗效率,是深水网箱养殖的重要配套装备与技术。通过对高压射流水下洗网机工作原理的分析,基于能量方程,推导出洗网机关键部件喷嘴的结构几何参数计算表达式。合理选择高压水发生系统的压力和流量,计算出喷嘴的孔径与长径比。在此基础上计算高压射流水下洗网机的水力参数,为进一步优化洗网机结构提供理论依据。     

我国沿海污损生物分布特点及防治措施

简述了我国四大海域海洋污损生物的时空分布特点、污损生物的附着机理、污损生物防治措施和常见网衣防污设备。指出，我国海洋产业逐渐走向深远海，海洋养殖业趋于规模化，对污损生物的防治愈发重要。提出，今后不同海域需定期开展污损生物群落调研工作，将污损生物的季节性、区域性和生物特性作为开展防污工作的依据。防污技术需要向绿色、无毒、长效等方向发展，开发多样化防污手段，水下清洗设备也需要进一步提升稳定性与智能化程度，加强清洗设备与大型网箱之间的集成化及适配性。     

转盘式网箱清洗装置设计与模拟试验

在网箱养殖过程中,网衣附着物的产生影响了网箱内部水流交换和鱼类的正常生长。设计了一套转盘式网箱清洗装置,用于解决网衣附着问题。根据选取的水泵(额定流量Q_额=30 L/min、额定压力p_额=20 MPa),应用连续性方程和伯努利方程,通过水力学计算并使用流量测速法进行实物样机试验,确定了清洗盘的最优喷嘴直径d=0.6 mm,其射流速度v=196.41 m/s、射流压力p=19.3 MPa。运用基于有限体积法的计算流体力学软件FLUENT对高压水射流场进行数值模拟分析,确定清洗盘与网衣的最大工作距离为10.3 mm;验证了使用Realizable k-ε湍流模型可以精确地计算此射流工况下的水动力学参数。结果表明,设计的网箱清洗装置可以满足网衣清洗需求,为网箱清洗装置的设计和优化提供参考。     

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...     

规则波作用下养殖网箱水动力特性分析

大型深远海养殖网箱是一种新型的养殖装备，网箱在波浪场作用下的水动力特性是考量其安全性的重要因素。网箱系统结构复杂，其水动力问题采用完全理论解析或数值模拟研究存在困难。本研究通过1∶100的网箱模型，试验研究了网箱的水动力特性。分析了不同波浪参数和吃水对网箱水动力的影响；引入当量直径分析了无量纲力与KC数之间的变化关系；使用网衣孔隙率对有网衣网箱受力结果进行修正，得到了考虑网衣的网箱框架波浪力无量纲经验公式。同时以莫里森(Morison)方程为基础对网箱框架和网衣进行数值计算并与试验结果进行对比。研究表明，网衣对网箱波浪力的影响可以使用网衣孔隙率来模化；该计算方法可以有效地计算网衣和网箱框架的波浪力。     

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...     

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.     

水流作用下重力式网箱网衣张力分布

在水流作用下,网箱网衣要承受很大的水流作用力,在网箱实际使用中破网逃鱼现象时常发生。网衣属于柔性结构物,在外部荷载作用下会发生较大的变形和位移,因此其受力和变形特性较为特殊。为了获得水流作用下重力式网箱网衣的张力分布,从而为设计和生产提供理论参考依据,利用集中质量的方法建立了水流作用下网箱网衣受力和变形的数学计算模型。利用此数学模型对重力式网箱网衣在不同配重模式和网目形状下的变形和张力分布进行了数值模拟。通过数值模拟研究发现,网箱网衣张力分布形式和网目形状关系密切,配重形式对其影响较小。相同工况条件下,配置底图时网衣所受最大张力略大于单独沉子配重形式,同时菱形网目网衣所受最大张力略大于正方形网目的受力。     

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。     

美国大豆工业海洋网箱水产养殖技术近海海水鱼类养殖网箱工程技术手册（九）

（上接2010年第4期） 3．网衣的更换和清理 为了排除被有机体附着引起的生物污损造成的网片堵塞,在整个生产季节从一开始到生产周期的结束,都需要对网片进行定期的更换和清理。海洋网箱水产养殖技术网箱网衣的更换要借助于长袋网来完成,先从海洋网箱水产养殖技术网箱将鱼类用长袋网转运至临近的鱼类存放网箱。     

HDPE圆形重力式网箱受力变形特性的数值模拟

该研究旨在综合探讨不同网箱周长、浮管管径、网衣高度及网目大小对整体网箱受力变形的影响,为网箱的科学合理选型提供数据参考。设定的网箱周长40—80m,浮管管径250～630mm,网衣高度6～20m,网目大小45～115mm。通过数值模拟方法对4种规格高密度聚乙烯圆形网箱在不同组合条件下网箱锚绳受力、波流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明,大规格网箱的锚绳受力、波流力更大,容积损失率更小,锚绳数量的增加可以大大降低锚绳受力。相比浮管管径,网衣高度和网目大小对网箱受力变形的影响更显著。整体网箱的受力变形随着网衣高度的增加而增大,随网目的增大而减小。     

高压水射流水下洗网机旋转射流打击力计算

依据水力学公式计算出歧管式高压水射流水下洗网机旋转的射流角速度和射流打击力。分析结果表明:旋转的射流打击力随偏转角增大而递减,但随射流压力、旋转半径和喷嘴孔径增大而增大;合理选择喷嘴孔径对旋转的射流打击力的增强作用明显,而增大旋转半径对射流打击力的增强作用较弱;旋转的射流打击力比非旋转的射流打击力更有利于提高清洗网衣的效率。海上清洗试验表明,在合理的压力和流量条件下,旋转的射流打击力清洗网衣的效果良好。     

深水抗风浪网箱水动力学特性研究

深水网箱抗风浪能力和耐流特性是深水网箱养殖首要解决的主要问题,也是网箱设计的核心技术问题.深水抗风浪网箱系统水动力特性研究相当关键.文中对深水抗风浪网箱水动力特性研究中物理模型试验和数值模拟方法,包括网衣模型相似准则、网箱整体模型试验、运动特性分析技术、网箱整体模型试验,以及网衣模拟、浮架模拟、整体网箱模拟、网衣周围流...     

近海网箱渔业产业化浅析

通过对近海网箱渔业产业化重要意义，国内外发展现状、动态和现有技术基础的分析，建议国家在养鱼种类的多样化和地方优势产品的开发技术，配合饲料配制及投饲技术，重大鱼病防治技术，网箱防污损生物的涂料及其喷涂技术，名贵海水养殖鱼类贮运、精深加工、食用安全和质量监控技术，网箱网衣海上更换装备和操作技术，鱼起捕、运输、贮藏、加工设施和装备，海上操作平台和装备等方面开展高技术发展计划的后续行动，加速现实近海网箱渔业产业化。     

圆形网衣在水流作用下的运动变形特性

研究网衣在水流作用下的运动变形是深入了解网箱耐流特性的关键。本研究基于集中质量点法,建立了圆形网衣在水流作用下的数值计算模型,并利用前人的试验结果对数值模型进行了验证。验证结果表明,无论是网衣的变形还是受力情况,模拟结果都与试验结果吻合良好。在此基础上,针对实际应用中的圆形网衣,在不同配重(GW1=400kg、GW2=800kg)和流速(U=0.3～0.9m/s)条件下,对网衣变形、网衣底端前后点位移、网衣底端倾角进行了数值模拟,探讨了流速、配重大小对网衣运动变形特性的影响。结果表明,水流速度的增大会加剧网衣的变形,在配重GW1、流速U=0.75m/s时,网衣容积损失率达到50%以上。网衣底端前点的水平位移大于后点的水平位移,前点的垂直位移则小于后点的垂直位移,随着流速的增大,网衣底端前后点的位移差异将更为明显。当配重增加时,网衣底端位移、倾角以及网衣容积损失率可相应减小,网衣变形得到一定改善。数值模拟证明,本研究所建立的数值计算模式具有较好的稳定性和解的收敛性,可为下一步波浪、流联合作用下的整体网箱模拟奠定良好的理论基础。     

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。     

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。     

水流作用网衣过程的数值模拟

网衣是深水网箱的主要组成部分,也是整个网箱系统中受力最为复杂的部件之一。文章介绍了水动力作用下一种基于集中质量法的网衣数学模型,并引用前人的试验结果对数学模型进行了验证。在此基础上,利用此数学模型在不同配重（CW1=400kg和CW2=800kg）和流速（U=0．3—0．6m·s^-1）条件下分别对网衣所受的水流力、网衣形状和网衣运动位移三者随时间的变化过程进行了数值模拟,给出了网衣达到稳定状态前、后网衣受力变形的计算结果,揭示了网衣在水流作用过程中的动态变化规律,并进一步分析了配重及流速大小对网衣受力、变形及运动特性的影响。     

铜合金网衣在海水养殖中的应用研究进展

铜合金网衣在渔业工程领域特别是网箱和围栏网海水养殖中得到了广泛的应用,并取得良好效果。铜合金网衣具有"0"生物附着、高效低碳、健康环保等特点。本文结合国内外在海洋、环境和金属材料等领域对铜合金研究已取得的成果,探讨了铜合金网衣在海洋中的抗污、耐腐蚀机理;通过介绍几种铜合金网衣类型,描述了两种结构类型的铜合金网衣网箱的制作方法以及在网箱养殖应用中常见的问题,并分析了其结构、力学特性和抗风浪能力等作业性能的关系,对铜合金网衣网箱在渔业上的应用情况及研究进展进行了梳理,以期为铜合金网衣网箱的进一步研究和应用提供参考。     

超高分子量聚乙烯和铜合金网衣的污损生物附着特征研究

为研究不同材质网衣的污损生物附着效果,于2022年3—5月(春季)和6—8月(夏季)在福建莆田南日岛海域开展超高分子量聚乙烯网衣和铜合金网衣的现场挂网实验。结果表明：两种网衣污损生物的附着呈现出一定的季节性差异,两种网衣污损生物的密实度、种类数量、优势种种类数、湿质量和密度均表现为春季低于夏季。其中,超高分子量聚乙烯网衣春、夏季的密实度平均值分别为47.19%、86.98%,污损生物的湿质量平均值分别为(144.83±15.69)、(1 054.59±34.81) g·网-1,密度平均值分别为(2 699±49)、(4 630±53)个·网^-1,种类数分别为12、35种,优势种种类数分别为4、6种;铜合金网衣春、夏季的密实度平均值分别为41.04%、74.95%,污损生物的湿质量平均值分别为(118.32±20.13)、(876.25±23.16) g·网-1,密度平均值分别为(2 678±42)、(3 870±64)个·网^-1,种类数分别为12、19种,优势种种类数分别为3、4种。春、夏季高分子量聚乙烯网衣污损生物的密实度、种类数(春季相同...