梁朝通，林敘彬，鄭凱仁，黃啟鋒，蔡慶進

（廣東省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站，廣州 510515）

擋流板對測定增氧機性能的影響探討

梁朝通，林敘彬，鄭凱仁，黃啟鋒，蔡慶進

（廣東省農(nóng)業(yè)機械試驗鑒定站，廣州 510515）

本文通過比對試驗，分析擋流板在標準水池試驗中對葉輪式和水車式增氧機的增氧能力、動力效率和輸入功率的影響，為其它形式的增氧機試驗時是否放置擋流板提供參考。

增氧機，擋流板，比對試驗

0 引言

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧技術的發(fā)展，各種形式的增氧機械不斷出現(xiàn)，從使用最為廣泛的葉輪式和水車式增氧機，發(fā)展到現(xiàn)在的噴水式增氧機、潛水式增氧機、曝氣增氧機、涌浪式增氧機等多種類、多規(guī)格的增氧機械產(chǎn)品[1]。

增氧能力和動力效率作為增氧機的重要性能指標，其試驗方法按標準SC/T 6009—1999《增氧機增氧能力試驗方法》的要求在標準水池中進行。在標準中規(guī)定了葉輪式增氧機需要放置擋流板，水車式和噴水式增氧機不需要放置擋流板。

本文通過若干組比對試驗，分析擋流板在標準水池試驗中對葉輪式和水車式增氧機增氧能力、動力效率和輸入功率的影響，為其它形式的增氧機在測定增氧能力和動力效率時是否放置擋流板提供參考。

1 材料與方案

試驗選用0.75 kW、1.5 kW和3.0 kW葉輪式增氧機各1臺以及2臺1.5 kW水車式增氧機。

1.2 試驗設備

試驗設備包括：YSI58型溶氧分析儀、8901F型數(shù)字電參數(shù)測量儀、空盒氣壓表、溫濕度計、電子秒表和標準擋流板等。

1.3 試驗方案

取上述5臺增氧機，設計10個試驗方案，并將試驗方案組成合成4個性能比對組（A、B、C、D）和2個輸入功率比對組（E和F），詳見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉輪式增氧機

2.1.1 葉輪式增氧機性能試驗的比對

按比對組A的方案1和方案2對0.75 kW葉輪式增氧機進行試驗；按比對組B的方案3和方案4對3.0 kW葉輪式增氧機進行試驗試驗；按比對組C的方案5和方案6對1.5 kW葉輪式增氧機進行試驗。試驗結(jié)果見表2。

從表2中試驗數(shù)據(jù)可以看出，3款葉輪式增氧機試驗時不放置擋流板，輸入功率和增氧能力都比放置擋流板的試驗數(shù)據(jù)要低，而動力效率基本保持

產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需依靠于核心企業(yè)的帶動，通過對湖北省科技查新事實型數(shù)據(jù)庫進行分析，把高頻關鍵詞和企業(yè)創(chuàng)新進行映射，尤其對與企業(yè)技術創(chuàng)新緊密相關的科技查新數(shù)據(jù)資源進行重點研究，將企業(yè)的技術創(chuàng)新進行歸納整理，關聯(lián)出湖北省生物醫(yī)藥各領域的核心企業(yè)，如表1所示。

不變。

表1 試驗方案

表2 葉輪式增氧機的試驗結(jié)果

2.1.2 葉輪式增氧機輸入功率的比對

按比對組E的方案5、方案6和方案9分別對同1臺1.5 kW的葉輪式增氧機進行試驗，測定其在不同方案下的輸入功率變化情況，每隔1 min記錄一個數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果見圖1。

在圖1中可以看出，方案5與方案9的輸入功率大體相當，而方案6的輸入功率明顯比方案5和方案9的數(shù)據(jù)小很多。

2.1.3 分析

葉輪式增氧機工作時，其倒傘形葉輪在水平的方向上旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力；在水體表層，葉輪的直徑大，產(chǎn)生離心力大，負壓大，因而底層水體沿提水葉片上升，躍出水面，形成水花和水膜，擴大了

水和空氣的接觸，增加氧氣溶入；在葉輪作用下，沿葉片上升的水，被甩向四周，迅速擴散，而后從水池的外圍回流到水池底，形成復雜而有規(guī)律的循環(huán)[2]。

圖1 1.5kW葉輪式增氧機在不同試驗方案的輸入功率曲線圖

因為標準水池直徑較小，在不放置擋流板的方案6中，葉輪式增氧機工作時葉輪的旋轉(zhuǎn)會帶動水體沿水池邊流動形成比較明顯的漩渦和較大的波浪。漩渦和波浪使增氧機不斷地左右上下?lián)u擺，且漩渦的方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向是相同的，使得沿葉片上升被甩向四周的水量減少，增氧機做功變少，所以輸入功率也變小。根據(jù)美國公共衛(wèi)生協(xié)會等編著的《水和廢水標準檢驗法第 15版》 和標準 SC/T 6009—1999《增氧機增氧能力試驗方法》得知，氧進入水中的速率和每單位水體積的空氣與水的接界面積成正比，而增氧能力與氧進入水中的速率也成正比[3，4]，所以其增氧能力也會變小。

在放置擋流板的方案5中，均勻布置在水池四周水面上擋流板可以起到隔斷水流的作用，水池水面不會形成明顯的漩渦和較大的波浪，增氧機工作狀態(tài)相對穩(wěn)定。

在養(yǎng)殖魚塘試驗的方案9中，雖然也沒有放置擋流，水同樣是被甩向四周，但由于養(yǎng)殖魚塘的面積較大，有足夠的空間讓水體流動，水流不會在水面形成明顯的漩渦及波浪，增氧機工作也會相對穩(wěn)定。因此在標準水池中放置擋流板的試驗方案5與在養(yǎng)殖魚塘中的試驗方案9的輸入功率大體相當。

綜上所述，葉輪式增氧機在標準水池中測試其增氧能力和動力效率時，放置擋流板是適當?shù)模涔ぷ鳡顟B(tài)與其在養(yǎng)殖魚塘中的工作狀態(tài)接近。

2.2 水車式增氧機

2.2.1 水車式增氧機性能試驗的比對

按比對組D的方案7和方案8分別對2臺1.5 kW的樣機各進行一次試驗；水車式增氧機和擋流板的安放位置見圖2，試驗結(jié)果見表3。

從表3中試驗數(shù)據(jù)可以看出，2臺水車式增氧機放置擋流板的試驗，其輸入功率基本保持不變，但增氧能力和動力效率都會降低。

表3 1.5 kW水車式增氧機的試驗結(jié)果

2.2.2 水車式增氧機輸入功率的比對

按比對組F的方案7、方案8和方案10分別對同1臺1.5 kW的葉輪式增氧機進行試驗，測試其在不同方案下的輸入功率變化情況，每隔1 min記錄一個數(shù)據(jù)，試驗結(jié)果見圖3。

圖3 1.5kW水車式增氧機在不同試驗方案的輸入功率曲線圖

2.2.3 分析

水車式增氧機工作時，其葉輪在垂直于水平面的方向旋轉(zhuǎn)，通過葉片撥水，使水體躍出水面，形成水花和水膜，并甩向同一個方向。水池表面的水流方向如圖2所示，水流到達對面的水池壁后回流到水池底部，形成有規(guī)律的循環(huán)。整個水流的循環(huán)不會產(chǎn)生漩渦和較大的波浪，所以3個試驗方案的水車式增氧機在工作過程中都比較穩(wěn)定，葉片撥水量基本相同，做功基本相同，輸入功率也基本相同。

在放置擋流板的方案5中，因為擋流板起到隔斷水流的作用，水體的交換會受到一定的影響，如圖2中的A2和A3位置的氧氣在水中傳遞速率會有所降低，整體的增氧能力也會有所變小。所以水車式增氧機在標準水池中測試其增氧能力和動力效率時，不放置擋流板是適當?shù)摹?/p>

3 結(jié)言

增氧機在標準水池中試驗時應盡量不放置擋流板，以免擋流板隔斷水體的流動而影響水中氧氣的傳遞。但如果出現(xiàn)如葉輪式增氧機一樣，在標準水池中不放置擋流板時會形成較為明顯的旋渦和較大的波浪，同時增氧機的輸入功率比在養(yǎng)殖魚塘的輸入功率明顯小的情況，應該放置擋流板來隔斷水流，阻止水面形成明顯的旋渦和較大的波浪，使其輸入功率接近在養(yǎng)殖魚塘中工作時的輸入功率。

[1]顧海濤，王逸清.我國池塘增氧技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2014（5）：65-67.

[2]吳鴻舉，葉輪式增氧機葉輪受力分析探討[J].湖南農(nóng)學院學報，1989（3）：91-97.

[3]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.增氧機增氧能力試驗方法：SC/T 6009—1999[S].北京：中國標準出版社，1999：5-6.

[4]美國公共衛(wèi)生協(xié)會，美國自來水廠協(xié)會，水污染控制聯(lián)合會.水和廢水標準檢驗法（第15版）[M].宋仁元，張亞杰，王唯一，等，譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社出版，1985：77-78.

支持項目：2014年省級農(nóng)業(yè)基礎設施建設專項資金（第二批）——農(nóng)機試驗鑒定推廣能力提升項目（粵財農(nóng)[2014]579號）。

梁朝通（1978-），男，本科，主要從事農(nóng)業(yè)機械檢測鑒定工作和機械產(chǎn)品設計研發(fā)工作。