基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

贾惠文,曹广斌,蒋树义,韩世成,陈中祥

(1中国水产科学院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070;2上海海洋大学工程学院,上海201306)

基于Fluent的射流式增氧装置的数值模拟与试验研究

贾惠文1、2,曹广斌1,蒋树义1,韩世成1,陈中祥1

(1中国水产科学院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070;2上海海洋大学工程学院,上海201306)

利用κ-ε双方程湍流模型对自行设计的射流式增氧机内部流场进行了模拟,得到了流场内部各个参数的分布图,揭示了混合管内部的流动状态,为射流式增氧机的参数优化和性能预测提供了可靠的手段。通过对射流器仿真数据的分析,得出混合管与喷嘴截面积比的最佳值为2.33,并通过增氧试验验证,证明仿真结果与试验结果相吻合。

射流增氧机;数值模拟;面积比

射流增氧是水产养殖中常用的技术手段,它的优点是兼有推流和增氧的双重作用[1],并能够对最缺氧的池底水体进行直接增氧,对提高养殖池底层水体的溶解氧有较好的效果[2]。相对于其它安置于水面的增氧机,射流式增氧机可以在水体的不同深度工作,也可以对冰封的水体增氧,它已被广泛应用于池塘养殖和工厂化循环水养殖系统中。

射流式增氧机的核心部件是射流器,它是一种两相或多相混合设备。国外学者很早就对射流器的工作原理进行理论分析,1942年Keenan和Neumann建立了一维的能量、质量和动量守恒方程来预测射流器的性能[3];Sherif建立了两相流模型,通过引入含气率来考虑两相的相互作用[4];Bartosiewicz等分别采用几种不同的湍流方程来分析空气在射流器内的流动情况[5]。……