基于SolidWorks的双流道吸鱼泵三维实体造型研究

吸鱼泵是鱼类起捕与输送的重要机械设备。确保鱼体无损伤并提高存活率是目前吸鱼泵研究的重点。鱼体在通过双叶片吸鱼泵的过程中容易受到叶片进口端的切割而损伤。双流道吸鱼泵的叶轮由两个空间通道组成,介质通过能力强,无堵塞性好,不会对鱼体造成损伤,是双叶片吸鱼泵的理想替代型式。双流道泵在工业领域中已被广泛使用,但在渔业方面至今仍是空白。介绍了双流道吸鱼泵叶轮及蜗壳的水力设计方法,结合实例详细阐述了采用Solid Works进行双流道吸鱼泵三维实体造型的过程。研究表明:采用Solid Works进行双流道吸鱼泵三维造型是切实可行的,对于深入开展双流道吸鱼泵研究,以及在深海网箱养殖和远洋渔业中进行推广应用双流道吸鱼泵具有重要意义。     

模块化自动升降式深海网箱设计与仿真

为了提高深海养殖网箱抵抗强风暴袭击的能力,同时解决在海区缺少大型工程安装设备的情况下,完成大型深海网箱的高效组装及后期部件便捷更换等问题,设计了一种模块化自动升降式智能化深海网箱。以1.5×104m3型网箱为研究对象,通过理论论证、实体建模和仿真计算,系统研究了深海网箱在风暴海况时的升降状态、主要组件的受力及升降过程中平衡技术的实现。仿真分析表明,在遭遇风暴不升降时,网箱最大应力为2.58×108N/m2,超出了钢材的屈服强度,在网箱降至海面以下10m时,应力仅为在海面时的13%,大幅降低了网箱的受力变形;通过多层多节智能控制能够实现网箱的平衡升降。该网箱克服了传统网箱普遍存在的抗风浪能力差、制造运输不方便、网箱容积受限、使用稳定性不足以及智能化程度低等问题,在制造成本、运输、组装、维修和使用等方面满足深海规模化养殖的需求,为复杂海况、深海大型网箱的设计提供了设计依据,为实现规模化深海养殖工程提供了合理的设计方案。     

真空泵吸鱼过程气液两相流数值分析

为探究真空泵吸鱼过程气液流动机理以及抽气压力对吸鱼速度影响，以某深远海养殖平台真空吸鱼泵为研究对象，基于体积函数法(volume of fluid, VOF)两相流模型，对真空吸鱼泵集鱼装置内部气液两相流动过程进行数值模拟。结果显示：在一定抽气压力条件下，水进入集鱼筒后，产生了水与大量气团组成的泡沫状气液两相混合体，气泡不断聚集并向抽气口方向运动，直至流出抽气口，集鱼筒注满水时间短；管道入口启动速度随着抽气压力的减小不断增大，之后速度波动减小，在-40 kPa～-20 kPa抽气压力条件下，当抽吸时间7 s,管道入口的速度逐渐平稳，当抽气压力≥-15 kPa时，吸水管出现了倒流现象，水沿管道来回晃荡，抽气压力在-40 kPa～-20 kPa范围可确保鱼水混合物顺利抽到集鱼筒内。本研究数值模拟结果可为真空吸鱼泵的抽气压力设计及优化提供参考。     

基于导流方法的真空吸鱼泵改进与试验

针对真空吸鱼泵起捕过程中存在鱼体损伤和起捕效率低的问题，该研究对集鱼罐的结构和吸鱼泵的工作方式进行改进。进鱼管穿过集鱼罐底进入集鱼罐内部，在进鱼管的顶部设置倒置的喇叭状导流结构，起捕时，鱼水混合物进入集鱼罐后分离，鱼留在集鱼罐内，水被排出集鱼罐。以鱼水比1:1时的数据做比较基准，当鱼水比分别为1:2、1:3、1:4、1:5时，经计算，输送相同质量的鱼，改进吸鱼泵用时比真空吸鱼泵分别减少20.4%、30.6%、36.8%和40.8%。开展真空吸鱼泵和改进吸鱼泵吸水过程的数值模拟分析并进行试验验证。结果表明，与真空吸鱼泵样机相比，改进吸鱼泵的集鱼罐内涡流不明显，输送能力不随鱼的提升高度而变化；改进吸鱼泵的输鱼友好性更强，鱼体无损伤。研究结果可为大型鱼类起捕装置设计提供理论依据和参考。