Russian
Главная Строительство рыбных ферм (УЗВ) Технология Программы

Тест программы для вычисления оксигенатора

Для проверки точности расчета программы мы выбрали самый большой в Латвии рыбный завод "TOME". На этом заводе выращивают лосося, форель и осетров.

Наша задача: снять размеры оксигенаторов и сравнить предсказанные данные с экспериментальными. Здесь используют наш тип оксигенатора.

Работы продолжались примерно месяц. Были обнаружены незначительные ошибки в программе (в строке 94, 104 и все, что ниже).

Параметры оксигенатора:

  1. Диаметр - 50 см.
  2. Высота - 150 см.
  3. Температура воды - 18 С.
  4. О2 на входе - 6,5 мг/л.
  5. О2 на выходе - 9,5 мг/л.
  6. Водообмен - 900 л/мин.
  7. Избыточное давление составляет 5% от атмосферного (798 мм ртутного столба).
  8. Необходимо добавлять 2,5 л/мин кислорода в оксигенатор.

Как и следовало ожидать, после обработки результатов, предсказанные значения и экспериментальные совпали в пределах погрешности опытов. При заданных параметрах с пункта 1 по пункт 7 программа выдала значение 2,43 л/мин!

Программу доработали,  добавили побольше вычисляемых параметров для облегчения понимания работы прибора. Ввели изменяемое давление в оксигенаторе. Предупреждаем, что нельзя сильно увеличивать давление в оксигенаторе (у рыб может возникнуть газо-пузырьковая болезнь).

Предлагаем Вашему вниманию нашу новую, исправленную программу.

Стоимость программы: 50 евро.


 

Газо-пузырьковая болезнь у рыб (иначе, кессонная болезнь водолазов).

В иностранной литературе пишут, что основной виновник этой болезни Азот. Если в воде находится перенасыщенная концентрация газа под давлением и когда этот газ попадает в кровь, то он начинает выделятся из крови, превращаясь в пузырьки газа. Это похоже на то, когда вы открываете бутылку с газировкой. Эти пузырьки закупоривают сосуды, что и приводит к болезни или гибели рыбы. См. фото внизу.

Концентрация N2 в воде 102-103% от насыщения атмосферным воздухом при нормальных условиях, может у мальков лосося вызвать это заболевание. Так же отмечается, что 300% концентрация О2, может также вызвать газо-пузырьковую болезнь у рыб. Это соответствует примерно >25 мг/л О2 в воде.

Основные симптомы этой болезни:

  1. Рыба плавает внизу.
  2. Есть пузыри в глазах, или на коже, или на плавниках, или на кончиках жабр.
  3. При внимательном рассмотрении воды в бассейне, видны маленькие, подымающиеся из воды, пузырьки воздуха.

 


 

Про содержания газов в воде

В рыбоводстве, содержание кислорода в воде подымают используя чистый кислород (95%), произведенный генератором кислорода. Иногда надо его поднять в подающих трубах до 25 мг/л. Это примерно чуть ниже 300% насыщения. Насыщение, например, 8,5 мг/л. Так, вот, 95% составляет кислород, а 4,5% примерно Аргон. Из-за него невозможно получить из воздуха чистоту кислорода больше 95,5%. Аргон, он как и азот, биологически инертен, и значит такой же опасный. Теоретически мы подсчитали, что содержание Аргона в воде будет тоже около 300% (1,5 мг/л) от насыщения атмосферным воздухом (0,5мг/л). Его трудно померить, т.к. нужно дорогостоящее оборудование.

В Израиле, в кибуцах, где есть УЗВ для выращивания рыб, используют концентрации О2, как раз такие (25 мг/л), следовательно концентрации аргона около 1,5 мг/л (300% от насыщения).

Остановимся  отдельно на  том, зачем нужно насыщать воду кислородом. В УЗВ создается высокая плотность посадки рыбы, и существует железное правило: если вы работаете на плотностях посадки до 10-15 кг/м3, то нет необходимости воду, которая подается в бассейны с рыбой насыщать чистым кислородом (аквариум).

Т.е. если у меня водообмен 1 объем бассейна в час. Содержание кислорода 100% от насыщение, т.е. 8,5 мг/л, а живет осетр (надо >5 мг/л, пусть будет 6 мг/л), то с каждого 1 л воды в час поступающей в бассейн, рыбе доступно только 8,5-6=2,5 мг О2. Это по дыханию соответствует указанной выше плотности посадки рыбы.

Теперь, мы хотим поднять плотность посадки до 50-80 кг/м3. Нам надо или увеличить водообмен в бассейне, или поднять содержание О2 в поступающей воде. Увеличение водообмена в бассейне приведет к повышению затрат на электричество, пропускной способности механического фильтра. Это дорого. Поэтому рыбоводы еще в 70 годы придумали выход из этой ситуации. Они стали воду насыщать чистым кислородом.

Теперь в подающей трубе содержание О2 =25 мг/л. Т.е. с каждого литра поступающей воды в час в бассейн, доступно 25-6=19 мг О2. 19/2,5=7,6 раз больше рыбы можно содержать (при условии, что система механической и биологической фильтрации и дегазации справиться).

Но насытить воду до таких концентраций не просто. Для этого применяется оксигенатор, такой герметичный сосуд в который подается вода и О2. Насос качает воду под давлением. Подает ее на фильтры и в бассейны. Поэтому присутствует небольшое давление в подающих трубах (2-5 м водяного столба). Дома в кране гораздо больше.

Такая вода попадает в бассейн с рыбой. О2 потребляется ею и в бассейне тем самым удерживается 6 мг/л кислорода. Обычно делают впрыск такой воды в нескольких точках бассейна (под водой обязательно, чтобы О2 не улетучился в атмосферу). Надо как можно быстрее перемешать воду с бассейновой водой. Короче, все это работает, и знает любой рыбовод. Много исследователей экспериментировали с перенасыщенными газами кислородом, углекислым газом и азотом.

Считаем, что все до нас игнорировали присутствие аргона в оксигенаторе. Мы же, уже практически построили математическую модель поведения газов (в модели 4 газов: О2, N2, CО2, Ar) в оксигенаторе.

Рыба может проплывать мимо впрыска воды, дышать, и получать 300% насыщение О2. По нашим расчет получилось, что аргона будет тоже около 300%. Вот нас и заинтересовали критические границы насыщения Аргоном.

Если вы будите использовать источник кислорода с чистотой, например 90% О2, то у вас будет примерно 4,3% Аргона и 5,7% Азота. К проблеме аргона добавиться еще более опасная проблема азота. Поэтому важно иметь как можно более чистый источник кислорода!

Понимая, что если используют концентрации О2 25 мг/л в УЗВ, значит 300% концентрация аргона не вредна для рыб. Интересно почему?!

Максимальные концентрации газов в воде при их насыщении 100% чистым газом, при нормальном давлении:
Азот - 18,6 мг/л
О2 - 42 мг/л
Аргон - 57,6 мг/л
СО2 - 1500 мг/л

А атмосферным воздухом:
Азот - 14,1 мг/л
О2 - 8,5 мг/л
Аргон - 0,52 мг/л
СО2 - 0,49 мг/л

Обратите внимание на азот. Он практически находится у максимума растворимости! Наверное поэтому его относят к главному виновнику газо-пузырьковой болезни. Разница составляет 32%. А это значит, что если я повышу давление больше чем на 32% (>3,2 м глубина воды), и буду давать сжатый воздух, то концентрация азота в крови будет выше 18,6 мг/л, то стоит мне всплыть на поверхность, то у меня сразу азот, тот что выше 18,6 мг/л превратиться в газ и, в зависимости от того на сколько глубоко я погрузился закупорит полностью или не нет кровеносные сосуды. Отсюда  не совсем понятно, почему для рыб, азот в пресыщении 102-103% уже вызывает эту болезнь? Это же давление всего 20-30 см водяного столба.

Еще один интересный факт! Водолазы погружаются на воздушной смеси до 30 метров. На этой глубине как раз концентрация О2 300%. Нет ли тут связи с рыбами, тоже 300% максимальный предел насыщения О2.

У нас появилась мысль, что эти 300% процентов не связаны с кислородом, а связаны с аргоном, у которого тоже 300% насыщение от атмосферного в этом случае. Будем рады услышать комментарии и мнения по этому вопросу.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Russian Chinese (Traditional) Danish English Estonian Finnish French German Greek Hindi Italian Japanese Latvian Lithuanian Norwegian Polish Portuguese Spanish Swedish Ukrainian Yiddish

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования Valid XHTML 1.0 Transitional Valid CSS!