矩形养殖池刮板排污装置的设计优化与验证OA
The design optimization and validation of a mechanical scraper discharge system for rectangular aquaculture tanks
为解决集约化水产养殖池底部固体废弃物难以高效清除的问题,以矩形养殖池为研究对象,采用标准k-ε湍流模型与VOF自由液面模型耦合,构建二维瞬态数值模型,系统研究机械刮板排污装置的参数优化与效能提升.通过L25(53)正交试验设计,考察刮板高度(6~14 cm)、倾角(-20°~+20°)和速度(0.05~0.09 m/s)等对颗粒体积分数、排污率的影响.结果显示:倾角对排污率影响最显著,最优参数为高度6 cm、倾角+10°、速度0.05 m/s,能够实现连续的颗粒迁移路径,达到最高排污率和最小残留.为了验证数值模型的精度与适用性,搭建物理试验平台并开展45组单因素试验,采用颗粒回收法量化排污率.试验结果与仿真趋势一致,偏差在5%~10%,验证了模型的可靠性.该研究为机械刮板排污装置的优化与工程设计提供了理论依据和数据支持,具有广泛的应用价值.
This study addresses the challenge of efficiently removing bottom solid waste in intensive aquaculture tanks by focusing on rectangular aquaculture tanks.A two-dimensional transient model,coupling the standard k-ε turbulence model with the VOF free surface model,was developed to optimize a mechanical scraper discharge system.Using an L25(53)orthogonal design,the effects of scraper height(6-14 cm),tilt angle(-20°-+20°),and speed(0.05-0.09 m/s)on particle distribution and discharge efficiency were analyzed.The results showed that the tilt angle had the most significant impact,with the optimal parameters being 6 cm height,+10° tilt,and 0.05 m/s speed,achieving the highest efficiency and minimal residue.To validate the numerical model,45 single-factor tests were conducted on a physical platform using particle recovery to quantify removal efficiency.Results deviated by only 5%-10%from simulations,confirming model accuracy.The study supports the engineering optimization of mechanical scraper systems.
王芳颖;刘安东;张宇雷;高倩倩;管崇武;黄达;王亮;倪琦
大连海洋大学航海与船舶工程学院,辽宁大连 116000||中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,上海 200092
农业科技
矩形养殖池机械刮板仿真分析参数优化排污率
rectangular culture tankmechanical scrapernumerical simulationparameter optimizationwaste removal efficiency
《渔业现代化》 2026 (2)
61-71,11
国家重点研发计划(2022YFD2001703)上海市农业科技创新项目(2024KY003)国家海水鱼产业技术体系CARS-47-G20中国水产科学研究院科技创新团队项目(2023TD83)
评论