基于VOF模型的真空吸鱼泵数值模拟

针对目前真空吸鱼泵设计计算依赖于工程经验,存在随机性和不确定性的问题,本研究开展了真空吸鱼泵吸/排水过程的数值模拟分析。分别建立了真空吸鱼泵吸水阶段和排水阶段物理模型,采用VOF模型,以抽气速度为边界条件,对吸/排水过程进行数值模拟。结果表明,VOF模型能够很好地预测真空吸鱼泵吸/排水过程中计算区域液相体积分数随时间变化的历程;抽气速度相同时,随着吸程的增大,真空罐内的稳定工作压力逐渐降低,但吸水管道内的流速不变;吸程相同时,随着抽气速度的增大,真空罐内的稳定工作压力逐渐降低,吸水管道内的流速逐渐增大;通过模拟得到了吸水和排水时间,可对吸捕速率进行预测。本研究可为真空吸鱼泵计算机辅助设计提供理论参考。

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。

基于VOF模型的真空吸鱼泵抽吸过程参数影响分析

真空吸鱼泵是水产养殖中用于起捕输送活鱼的一种重要工具,为探究真空吸鱼泵抽气压力、吸程及管道入口流速之间的关系,计算建立5种不同吸程的真空吸鱼泵流道物理模型,应用瞬态VOF方法捕捉不同参数影响下的水气界面气液两相流变化。数值计算结果表明:同一抽气压力下,不同吸程管道的入口速度在0.5 s内迅速增大,之后波动减小,且入口平均速度偏差仅3.4%,吸程对管道入口平均速度几乎无影响;管道内水抽吸至集鱼筒后,充满大量水与气团组成的泡沫状气液混合体,不同吸程下的集鱼筒在t=8 s时均已注满水;吸程为2、3、4、5、6 m的吸鱼泵抽吸过程的所需的临界抽气压力分别为-13、-14、-16、-20、-25 kPa,吸程与临界抽气压力关系拟合为多项式,可得出同一真空吸鱼泵在任意吸程条件下所需最大抽气负压值。

基于力控组态的真空吸鱼泵设计研究

随着深水网箱的普及,真空吸鱼泵在捕鱼装置中得到了广泛的应用。以真空吸鱼装置为研究目标,在力控组态环境下,设计了友好的人机操作界面。系统通过远程输入输出模块进行真空吸鱼泵控制,达到控制真空吸鱼装置来吸排鱼的自动循环的目的。

船用真空吸鱼泵试制成功

浙江省黄岩县海门造船厂在上海渔业机械仪器研究所的帮助下，试制成船用真空吸鱼泵，每小时能吸鱼15吨，达到设计要求，获得全国科技大会的奖励。真空吸鱼泵的试制成功，为在海上实现过鲜机械化作出贡献。

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。

新型双机双筒高效吸鱼泵及其控制系统设计

新型高效吸鱼泵由双真空泵、双吸鱼筒组成,利用双筒交替吸鱼、排鱼,可实现连续鱼虾起捕,其效率是单筒间歇式吸鱼泵的1.5倍以上,有效解决了传统真空吸鱼泵存在的效率低、功耗大的问题。双真空泵可互为备用,也可轮流使用,通过冗余设计提高设备的可靠性,这对远洋捕捞业尤为重要。该吸鱼泵采用真空负压抽吸和零压排放原理,有效提高活鱼成活率。主吸鱼管采用套管式结构,可在水平、垂直方向灵活伸缩。控制系统采用全程自动化控制。

基于负压原理的射流式吸鱼泵研究

射流式与真空式吸鱼泵是深水网箱养殖、拖网围网作业及鱼获加工运输的主要设备。射流式吸鱼泵存在鱼体损伤大、效率低的缺点,而真空式吸鱼泵对鱼体几乎是无损的,但由于其连续性的问题,其效率也不高。本文在对比研究两者的工作原理之后,提出利用真空式吸鱼泵对鱼体无损的优点来改进射流式吸鱼泵的方案。通过理论推导,证明其提高了射流式吸鱼泵流速,减小了输送压力,有效解决输送效率低,鱼体损伤大、存活率低的缺点。

工船养殖大黄鱼机械化起捕实船试验

针对工船养殖大黄鱼(Larimichthys crocea)的机械化起捕问题,研制了一台真空吸鱼泵样机,在“国信101”号养殖工船试验船上开展实船试验。样机采用单筒式结构和预抽真空工艺,真空集鱼筒的吸排鱼口采用刀闸阀,采用液位控制吸排过程。试验在浪高1.00~1.40 m,船体横摇和纵摇明显的条件下进行。首先进行了不同吸程下的吸水性能试验,然后进行了大黄鱼起捕试验,试验用鱼为从养殖舱内随机抓取游动活跃、外表无损伤的大黄鱼。吸水性能试验结果显示:随着吸程的增加,单次吸排周期时长增加,真空集鱼筒内真空度增大,但真空吸鱼泵的输送量减小。起捕试验结果显示:在吸程2.30 m条件下,用时498 s,将37.10 kg大黄鱼全部吸捕完成;起捕后所有大黄鱼体表均无明显损伤,且大部分大黄鱼仍保持较高活跃性。研究表明:采用真空吸鱼泵对工船养殖大黄鱼进行机械化起捕是可行的。