用人工的方法將富含營養(yǎng)鹽的深層海水提升到海洋表面,進而改善海水魚類食物鏈的環(huán)境條件,可以從根本上保證海洋漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。由于海洋環(huán)境的特殊性,目前國內(nèi)外學者提出的關于深層海水的提升方法都有一定的局限性,尚未發(fā)現(xiàn)一種可實施性強、穩(wěn)定可靠的提升手段。本文將水下注氣技術運用到解決該問題上來。圍繞海底營養(yǎng)鹽的注氣提升方法及其相關系統(tǒng)的研究,從以下幾個章節(jié)展開： 第一章,論述了課題的研究背景和意義,并對傳統(tǒng)深層海水提升方法、水下注氣技術及其在提升液體方面的應用進行了綜述。同時,也概括了本文的基本思路和主要研究內(nèi)容。 第二章和第三章,運用基本的CFD方法,實現(xiàn)了線源和點源水下注氣提升模擬。通過觀察流體的運動過程,得到了對注氣提升技術的感性認識。其中還對比了單點源與多點源的注氣提升模型在速度場分布、壓力場分布和對液-氣流量比上的不同之處,為后續(xù)流場仿真的模型選擇、參數(shù)設置以及相關的試驗等提供理論及設計依據(jù)。仿真結(jié)果表明：水中氣泡的上浮會帶動其周邊的液體一起運動；另外,雖然在一根提升管內(nèi)布置多個進氣口可以加大單管的提升流量,但是由于總進氣流量的增加,單管的液-氣流量比反而減小了。 第四章,試驗研究了...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 人工上升流方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 水下注氣技術的研究現(xiàn)狀
    1.4 海底營養(yǎng)鹽注氣提升技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.5 本文研究思路
第二章 線源注氣提升模擬
    2.1 關于注氣提升方法的計算流體力學基本問題
    2.2 線源注氣提升問題描述
    2.3 水渠的建模與網(wǎng)格生成
    2.4 線源注氣模型求解過程
    2.5 計算結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第三章 點源注氣提升模擬
    3.1 點源注氣模型說明
    3.2 點源注氣模型網(wǎng)格生成
    3.3 點源注氣提升模型求解設置
    3.4 單點源注氣提升流場分析
    3.5 多點源注氣提升流場分析
    3.6 單點源與多點源提升流量對比與分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 水下豎直管注氣提升試驗
    4.1 試驗裝置
    4.2 進氣流量與液體出流量關系試驗
        4.2.1 試驗步驟
        4.2.2 試驗結(jié)果與分析
    4.3 進氣深度與液體出流量關系試驗
        4.3.1 試驗設置
        4.3.2 試驗結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 上升流與表層海水混合模擬研究
    5.1 流動環(huán)境下的負浮力射流
    5.2 FLUENT的組分傳輸模塊與UDF介紹
    5.3 混合模型設置
        5.3.1 數(shù)學模型
        5.3.2 海域環(huán)境溫度分布與海水材質(zhì)設置
    5.4 出口密度弗勞德數(shù)F_r=0.205,射流比u_r=2時上升流混合沉降研究
        5.4.1 混合流場特性研究
        5.4.2 最大上升高度
        5.4.3 分離點深度及其與提升管中心的距離
        5.4.4 擴展層厚度
    5.5 上升流流量對上升流混合沉降的影響
    5.6 射流比對上升流混合沉降的影響
    5.7 密度差對上升流混合沉降的影響
    5.8 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作創(chuàng)新點
    6.3 工作中的不足和展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3789694