挡流板对测定增氧机性能的影响探讨

梁朝通，林叙彬，郑凯仁，黄启锋，蔡庆进

（广东省农业机械试验鉴定站，广州 510515）

挡流板对测定增氧机性能的影响探讨

梁朝通，林叙彬，郑凯仁，黄启锋，蔡庆进

（广东省农业机械试验鉴定站，广州 510515）

本文通过比对试验，分析挡流板在标准水池试验中对叶轮式和水车式增氧机的增氧能力、动力效率和输入功率的影响，为其它形式的增氧机试验时是否放置挡流板提供参考。

增氧机，挡流板，比对试验

0 引言

随着水产养殖增氧技术的发展，各种形式的增氧机械不断出现，从使用最为广泛的叶轮式和水车式增氧机，发展到现在的喷水式增氧机、潜水式增氧机、曝气增氧机、涌浪式增氧机等多种类、多规格的增氧机械产品[1]。

增氧能力和动力效率作为增氧机的重要性能指标，其试验方法按标准SC/T 6009—1999《增氧机增氧能力试验方法》的要求在标准水池中进行。在标准中规定了叶轮式增氧机需要放置挡流板，水车式和喷水式增氧机不需要放置挡流板。

本文通过若干组比对试验，分析挡流板在标准水池试验中对叶轮式和水车式增氧机增氧能力、动力效率和输入功率的影响，为其它形式的增氧机在测定增氧能力和动力效率时是否放置挡流板提供参考。

1 材料与方案

试验选用0.75 kW、1.5 kW和3.0 kW叶轮式增氧机各1台以及2台1.5 kW水车式增氧机。

1.2 试验设备

试验设备包括：YSI58型溶氧分析仪、8901F型数字电参数测量仪、空盒气压表、温湿度计、电子秒表和标准挡流板等。

1.3 试验方案

取上述5台增氧机，设计10个试验方案，并将试验方案组成合成4个性能比对组（A、B、C、D）和2个输入功率比对组（E和F），详见表1。

2 结果与分析

2.1 叶轮式增氧机

2.1.1 叶轮式增氧机性能试验的比对

按比对组A的方案1和方案2对0.75 kW叶轮式增氧机进行试验；按比对组B的方案3和方案4对3.0 kW叶轮式增氧机进行试验试验；按比对组C的方案5和方案6对1.5 kW叶轮式增氧机进行试验。试验结果见表2。

从表2中试验数据可以看出，3款叶轮式增氧机试验时不放置挡流板，输入功率和增氧能力都比放置挡流板的试验数据要低，而动力效率基本保持

产业的发展需依靠于核心企业的带动，通过对湖北省科技查新事实型数据库进行分析，把高频关键词和企业创新进行映射，尤其对与企业技术创新紧密相关的科技查新数据资源进行重点研究，将企业的技术创新进行归纳整理，关联出湖北省生物医药各领域的核心企业，如表1所示。

不变。

表1 试验方案

表2 叶轮式增氧机的试验结果

2.1.2 叶轮式增氧机输入功率的比对

按比对组E的方案5、方案6和方案9分别对同1台1.5 kW的叶轮式增氧机进行试验，测定其在不同方案下的输入功率变化情况，每隔1 min记录一个数据，试验结果见图1。

在图1中可以看出，方案5与方案9的输入功率大体相当，而方案6的输入功率明显比方案5和方案9的数据小很多。

2.1.3 分析

叶轮式增氧机工作时，其倒伞形叶轮在水平的方向上旋转，产生离心力；在水体表层，叶轮的直径大，产生离心力大，负压大，因而底层水体沿提水叶片上升，跃出水面，形成水花和水膜，扩大了

水和空气的接触，增加氧气溶入；在叶轮作用下，沿叶片上升的水，被甩向四周，迅速扩散，而后从水池的外围回流到水池底，形成复杂而有规律的循环[2]。

图1 1.5kW叶轮式增氧机在不同试验方案的输入功率曲线图

因为标准水池直径较小，在不放置挡流板的方案6中，叶轮式增氧机工作时叶轮的旋转会带动水体沿水池边流动形成比较明显的漩涡和较大的波浪。漩涡和波浪使增氧机不断地左右上下摇摆，且漩涡的方向与叶轮的旋转方向是相同的，使得沿叶片上升被甩向四周的水量减少，增氧机做功变少，所以输入功率也变小。根据美国公共卫生协会等编著的《水和废水标准检验法第 15版》 和标准 SC/T 6009—1999《增氧机增氧能力试验方法》得知，氧进入水中的速率和每单位水体积的空气与水的接界面积成正比，而增氧能力与氧进入水中的速率也成正比[3，4]，所以其增氧能力也会变小。

在放置挡流板的方案5中，均匀布置在水池四周水面上挡流板可以起到隔断水流的作用，水池水面不会形成明显的漩涡和较大的波浪，增氧机工作状态相对稳定。

在养殖鱼塘试验的方案9中，虽然也没有放置挡流，水同样是被甩向四周，但由于养殖鱼塘的面积较大，有足够的空间让水体流动，水流不会在水面形成明显的漩涡及波浪，增氧机工作也会相对稳定。因此在标准水池中放置挡流板的试验方案5与在养殖鱼塘中的试验方案9的输入功率大体相当。

综上所述，叶轮式增氧机在标准水池中测试其增氧能力和动力效率时，放置挡流板是适当的，其工作状态与其在养殖鱼塘中的工作状态接近。

2.2 水车式增氧机

2.2.1 水车式增氧机性能试验的比对

按比对组D的方案7和方案8分别对2台1.5 kW的样机各进行一次试验；水车式增氧机和挡流板的安放位置见图2，试验结果见表3。

从表3中试验数据可以看出，2台水车式增氧机放置挡流板的试验，其输入功率基本保持不变，但增氧能力和动力效率都会降低。

表3 1.5 kW水车式增氧机的试验结果

2.2.2 水车式增氧机输入功率的比对

按比对组F的方案7、方案8和方案10分别对同1台1.5 kW的叶轮式增氧机进行试验，测试其在不同方案下的输入功率变化情况，每隔1 min记录一个数据，试验结果见图3。

图3 1.5kW水车式增氧机在不同试验方案的输入功率曲线图

2.2.3 分析

水车式增氧机工作时，其叶轮在垂直于水平面的方向旋转，通过叶片拨水，使水体跃出水面，形成水花和水膜，并甩向同一个方向。水池表面的水流方向如图2所示，水流到达对面的水池壁后回流到水池底部，形成有规律的循环。整个水流的循环不会产生漩涡和较大的波浪，所以3个试验方案的水车式增氧机在工作过程中都比较稳定，叶片拨水量基本相同，做功基本相同，输入功率也基本相同。

在放置挡流板的方案5中，因为挡流板起到隔断水流的作用，水体的交换会受到一定的影响，如图2中的A2和A3位置的氧气在水中传递速率会有所降低，整体的增氧能力也会有所变小。所以水车式增氧机在标准水池中测试其增氧能力和动力效率时，不放置挡流板是适当的。

3 结言

增氧机在标准水池中试验时应尽量不放置挡流板，以免挡流板隔断水体的流动而影响水中氧气的传递。但如果出现如叶轮式增氧机一样，在标准水池中不放置挡流板时会形成较为明显的旋涡和较大的波浪，同时增氧机的输入功率比在养殖鱼塘的输入功率明显小的情况，应该放置挡流板来隔断水流，阻止水面形成明显的旋涡和较大的波浪，使其输入功率接近在养殖鱼塘中工作时的输入功率。

[1]顾海涛，王逸清.我国池塘增氧技术现状与发展趋势[J].渔业现代化，2014（5）：65-67.

[2]吴鸿举，叶轮式增氧机叶轮受力分析探讨[J].湖南农学院学报，1989（3）：91-97.

[3]中华人民共和国农业部.增氧机增氧能力试验方法：SC/T 6009—1999[S].北京：中国标准出版社，1999：5-6.

[4]美国公共卫生协会，美国自来水厂协会，水污染控制联合会.水和废水标准检验法（第15版）[M].宋仁元，张亚杰，王唯一，等，译.北京：中国建筑工业出版社出版，1985：77-78.

支持项目：2014年省级农业基础设施建设专项资金（第二批）——农机试验鉴定推广能力提升项目（粤财农[2014]579号）。

梁朝通（1978-），男，本科，主要从事农业机械检测鉴定工作和机械产品设计研发工作。