随着水产养殖产业的持续升温、养殖密度的提高和高产高效养殖技术的推广,增氧装备越来越成为水产养殖必不可少的设备。鼓风曝气系统中的微孔曝气式增氧机因其曝气效率相对较高,适应性较强而广泛应用于水产养殖中。然而,在增氧过程中,其氧的利用率和动力效率的绝对值实际并不高,其主要原因在于(1)目前对水产养殖的氧传质研究,只停留于水体内部氧传质,而没有考虑到水表面扰动所产生的氧传质。(2)大多数研究工作者忽略了气泡区与非气泡区的区域分布,而把整个曝气池的传质形式都归结为水体内部氧传质,造成一种很重要的传质方式被忽略。(3)大多数研究只研究增氧过程中水深、曝气流量、气泡直径等对增氧效率的影响,而没有考虑曝气管长度大小对增氧效率的影响,也没有详细研究影响增氧效率的关键因子。(4)水产养殖中两台增氧机安装间隔的研究尚处于空白状态,凭着所谓的经验盲目性地进行安装使用,加剧了能源的浪费。(5)缺乏对总的氧体积传质系数与氧利用率的预测模型的建立。针对目前研究中所存在的问题,本文进行了以下研究:(1)在大气与水体中的氧传质形式主要有水体内部氧传质、水表面氧传质。而在曝气水体中,氧传质形式主要为气泡-水界面传质与紊动扩散传质。(2)研究曝气流量与曝气管长度对总氧体积传质系数与氧利用率的影响,建立了最优曝气管长度模型。(3)建立两台增氧机的最佳安装间隔、总的氧体积传质系数与氧利用率的模型。本文采用室内试验,进行了一系列试验。试验研究结果表明:针对水产养殖池塘这种类型的浅性水域,(1)水表面氧传质对总传质的贡献率大于80%,而水体内部氧传质的贡献作用却不大;紊动扩散传质与气泡-水界面传质均对增氧作出了贡献,两者贡献率差别不大。(2)提高总传质、增氧效率的关键影响因子为气泡上升速度、气泡直径大小、水体流速、充气流量、曝气器淹没水深、水体体积。(3)曝气管长度大小的变化导致总的氧体积传质系数与氧利用率发生显著的变化,主要表现为先低后高再低再高趋势。(4)所建立的最优曝气管长度模型、最佳安装间隔模型、总的氧体积传质系数的预测模型与氧利用率预测模型均与实测值符合得较好,能为实际应用中提供有价值的参考。