海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法、立

本发明属于大型藻类养殖工程，尤其涉及一种海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法、立管及装置。背景技术：1、海水中氮、磷等营养盐是海带生长必需的营养物质。多年的连续养殖使得海带养殖区上层水体出现一定程度的贫瘠，营养盐的不足影响了海带的健康生长，甚至导致海带发病。因此，为了让海带养殖业持续发展，急需解决海带养殖区上层水体营养盐贫瘠的问题。与上层水体不同的是，底层水体营养盐通常比较丰富；通过向海底注入压缩空气和形成上升气泡幕的方式，产生上升流，将底层海水带到表层，从而使得表层营养盐得到补充，能够使得海带单株产量明显增加，有效的解决了上层水体营养盐贫瘠问题。2、发明人发现，目前的上升流发生装置中的立管(竖直筒)工作时，需要借助加热装置对立管内的水体加热后借助烟囱效应实现上升流的发生，增加成本和热能的消耗；并且，立管的设计没有考虑不同养殖区域内的外界因素影响，使得立管内上升流带来的营养盐不能很好的适用于海带生产，影响海带的生长和质量。技术实现思路1、本发明为了解决上述问题，提出了一种海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法、立管及装置，将立管设计为圆台形立管，避免了对加热装置的使用，节约了成本；并且，立管的设计，充分考虑了不同养殖区域内的外界因素的影响，使得立管内上升流带来的营养盐能够很好的适用于海带生产，保证了海带的生长和质量。2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，采用如下技术方案：3、一种海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，包括立管整体结构的设计步骤，以及立管两端直径的设计步骤；4、所述立管整体结构的设计步骤包括：将立管设计为圆台形立管；5、所述立管两端直径的设计步骤包括：以不同海带养殖区域内海水的平均海水深度，预设周期内平均海水流速，以及预设深度的下层水体中营养盐含量作为影响因素，以预设的海带养殖营养盐需求量作为目标量，确定圆台形立管第一端面的直径；根据第一端的直径，以及预设比例，确定圆台形立管第二端面的直径。6、进一步的，所述第一端面直径大于所述第二端面的直径，所述第一端面直径位于海水下层。7、进一步的，所述立管的轴向长度，等于所述第一端面位于海水中的深度减去浮子绳的长度；所述第一端面位于海水中的深度由下层水体中营养盐含量确定。8、进一步的，所述立管中，靠近所述第二端面的一端设置有止逆阀。9、进一步的，确定圆台形立管第一端面的直径公式为：10、δp＝d1(αt+βv+γp1)11、其中，δp为海带养殖营养盐需求量；d1为第一端面的直径；t为平均海水深度；v为平均海水流速；p1为下层水体中营养盐含量；α、β和γ为拟合参数。12、进一步的，海带养殖营养盐需求量等于，海带养殖营养盐实际需求量与上层水体中营养盐含量的差。13、进一步的，所述第一端面的面积与所述第二端面的直径的面积比为0.5～0.8。14、为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种海带养殖用上升流发生装置的立管，采用如下技术方案：15、一种海带养殖用上升流发生装置的立管，所述立管由第一方面中所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法获取。16、为了实现上述目的，第三方面，本发明还提供了一种海带养殖用上升流发生装置，采用如下技术方案：17、一种海带养殖用上升流发生装置，包括立管，通过浮子绳与所述立管一端连接的浮球，以及通过沉子绳与所述立管另一端连接的沉子；18、所述立管由第一方面中所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法获取。19、进一步的，还包括筏架绳，所述筏架绳上设置有多个浮球，每个浮球上均通过浮子绳连接有一个立管。20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：21、本发明中，将立管设计为圆台形立管，立管随波浪向下运动时，直径较大的一端进水较多，从而在直径较小一端形成较大的水流，更好的迫使水体能够在直径较小端面上到海水上层，实现对上层水营养盐的补给，避免了对加热装置的使用，节约了成本；并且，以不同海带养殖区域内海水的平均海水深度，预设周期内平均海水流速，以及预设深度的下层水体中营养盐含量作为影响因素，以预设的海带养殖营养盐需求量作为目标量，确定圆台形立管的第一端面直径；根据第一端的直径，以及预设比例，确定圆台形立管的第二端面直径；充分考虑了不同养殖区域内的外界因素的影响，使得立管内上升流带来的营养盐能够很好的适用于海带生产，保证了海带的生长和质量。技术特征：1.海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，包括立管整体结构的设计步骤，以及立管两端直径的设计步骤；2.如权利要求1所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，所述第一端面直径大于所述第二端面的直径，所述第一端面直径位于海水下层。3.如权利要求2所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，所述立管的轴向长度，等于所述第一端面位于海水中的深度减去浮子绳的长度；所述第一端面位于海水中的深度由下层水体中营养盐含量确定。4.如权利要求1所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，所述立管中，靠近所述第二端面的一端设置有止逆阀。5.如权利要求1所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，确定圆台形立管第一端面的直径公式为：6.如权利要求5所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，海带养殖营养盐需求量等于，海带养殖营养盐实际需求量与上层水体中营养盐含量的差。7.如权利要求1所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法，其特征在于，所述第一端面的面积与所述第二端面的直径的面积比为0.5～0.8。8.海带养殖用上升流发生装置的立管，其特征在于，所述立管由如权利要求1～7中任一项所述的海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法获取。9.海带养殖用上升流发生装置，其特征在于，包括立管，通过浮子绳与所述立管一端连接的浮球，以及通过沉子绳与所述立管另一端连接的沉子；10.如权利要求9所述的海带养殖用上升流发生装置，其特征在于，还包括筏架绳，所述筏架绳上设置有多个浮球，每个浮球上均通过浮子绳连接有一个立管。技术总结本发明属于大型藻类养殖工程技术领域，提出了一种海带养殖用上升流发生装置的立管设计方法、立管及装置，将立管设计为圆台形立管；立管两端直径的设计步骤包括：以不同海带养殖区域内海水的平均海水深度，预设周期内平均海水流速，以及预设深度的下层水体中营养盐含量作为影响因素，以预设的海带养殖营养盐需求量作为目标量，确定圆台形立管第一端面的直径；根据第一端的直径，以及预设比例，确定圆台形立管第二端面的直径；将立管设计为圆台形立管，避免了对加热装置的使用，节约了成本；并且，立管的设计，充分考虑了不同养殖区域内的外界因素的影响，使得立管内上升流带来的营养盐能够很好的适用于海带生产，保证了海带的生长和质量。技术研发人员：刘晓勇,金正河,王伶秀受保护的技术使用者：山东海之宝海洋科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12