海底營養(yǎng)鹽注氣提升技術(shù)的初步研究.pdf

1、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(jìn)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(xué)者提出的關(guān)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(qiáng)、穩(wěn)定可靠的提升手段。本文將水下注氣技術(shù)運(yùn)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(guān)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

2、氣技術(shù)及其在提升液體方面的應(yīng)用進(jìn)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(yùn)用基本的CFD方法,實現(xiàn)了線源和點(diǎn)源水下注氣提升模擬。通過觀察流體的運(yùn)動過程,得到了對注氣提升技術(shù)的感性認(rèn)識。其中還對比了單點(diǎn)源與多點(diǎn)源的注氣提升模型在速度場分布、壓力場分布和對液一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(shè)置以及相關(guān)的試驗等提供理論及設(shè)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

3、一起運(yùn)動;另外,雖然在一根提升管內(nèi)布置多個進(jìn)氣口可以加大單管的提升流量,但是由于總進(jìn)氣流量的增加,單管的液-氣流量比反而減小了。
　　 第四章,試驗研究了水下豎直管內(nèi)不同進(jìn)氣方式對液體提升流量的影響。在實驗室條件下搭建了注氣提升試驗水池,采用透明有機(jī)玻璃管作為提升管,進(jìn)行水下注氣提升試驗。觀測了不同進(jìn)氣流量、不同進(jìn)氣深度條件下,液體出流量的變化趨勢,然后通過分析實驗數(shù)據(jù)得到不同進(jìn)氣條件下的液-氣流量比。一方面,在保證其它進(jìn)氣條件

4、不變的情況下,加大進(jìn)氣流量會使液體的上升流流量增加,而且兩者在試驗范圍內(nèi)基本呈線性關(guān)系。另一方面,進(jìn)氣深度越深,液-氣流量比越高。
　　 第五章,模擬富含營養(yǎng)鹽、低溫高密度的底層海水被提升到海洋表層后,在橫向洋流作用下的各種混合擴(kuò)散情況。分別研究了上升流流量、射流比、混合海水密度差對混合流場特性的影響,并得到了這些邊界條件與上升流最大上升高度、分離點(diǎn)位置等衡量海水混合效果的各特征量之間的關(guān)系。結(jié)果表明:隨著上升流流量的增加,其最