水2空气引射式冰下深水增氧机的设计与性能试验研究-农业工程学报.PDF

第 19 卷 第 3 期 农 业 工 程 学 报 V o l. 19　N o. 3 112 2003 年 5 月 T ransactions of the CSA E M ay　2003 水空气引射式冰下深水增氧机的设计与性能试验研究 庞云芝, 李秀金 (北京化工大学, 北京 100029) 摘　要: 根据水空气引射原理设计了一种新型增氧机, 可同时进行冰下和深水的增氧, 以解决我国北方地区冬季鱼类供氧 和鱼池水质净化问题。对其主要结构参数进行了设计计算和试验研究。结果显示, 当喷嘴直径dp 1 = 25 mm 、混合室直径d 3 = 48 mm 、截面积比f 3f p 1 = 3. 69 时, 该装置的进气量最大, 增氧动力效率最高; 进气量与增氧动力效率之间呈正相关关 系; 增氧动力效率随深度的增加而提高, 增加率为 0. 49 · - 1; 喷嘴位置对动力效率和进气量并无影响。同时还建立 kg O 2 m 了有关参数的回归方程式。 关键词: 引射器; 增氧机; 增氧动力效率; 冰下增氧; 深水增氧 中图分类号: S969. 325; S962. 7　　　　文献标识码: A 　　　　文章编号:(2003) 实现向冰下和深水中增氧。通过水空气引射的原理, 把 1　引　言 空气引入水中并破碎成小气泡是一种有效的增氧方式。 我国的水产养殖起源于南方, 近年来, 水产养殖业 这种设计方案的基本结构和工作原理如图 1 所示。该增 在北方地区也得到了迅速的发展。但其养殖条件与南方 氧装置由两大部分组成, 左边是一个水平放置的普通潜 ( ) 有很大区别, 其中一个重要的不同就是鱼的越冬问题。 水电泵 图中未示出 , 右边是一个水空气引射器。由潜 北方冬季寒冷而漫长, 养鱼塘长时间被冰层覆盖, 冰下 水泵射出的水流通过锥型喷嘴 1 喷出, 水流在喷嘴 1 处 水体不能与空气接触而补充氧气; 阳光又很少能透过冰 突遇收缩, 速度迅速增大, 压力突然减小, 于是在喷嘴出 层, 光合作用弱, 浮游生物的生长活动受到限制。因此, 口处产生负压, 水面上的空气通过吸气管 5 被吸入接受 很容易造成水体的缺氧。缺氧时厌氧微生物活动加强, 室 2, 并与由喷嘴 1 射出的高速水流剧烈冲撞而被破碎 会分解产生 4、 2 和 3 等有害物质, 污染水体和 成许多微小的气泡, 然后与水流一起经混合室 3 和扩压 CH H S N H 鱼的生存环境, 危及鱼类, 常导致鱼生病甚至大量死亡。 室 4 喷射到水体中, 气泡随着水流剧烈搅动, 实现氧向 我国目前鱼塘使用的大多是表面增氧机, 只能对水体表 水体的传递。整个装置水平置于水体的底部, 只有一个 层增氧, 对冰封的鱼塘无法使用。因此, 设计一种冰下增 进气管露出水面, 因此, 不会受结冰的影响。另一方面, 氧装置就显得尤其重要。此外, 不论是南方还是北方地