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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:涂澄棟
研究生(外文):Chen-Tung Tu
論文名稱:可沉式箱網沉降與浮升機制及遙控操作之初步研究
論文名稱(外文):Preliminary Studies on the Sinking and Floating Mechanisms and the Remote-Control Operation of Submergible Cage
指導教授:鄭火元鄭火元引用關係劉繼源
指導教授(外文):Huoo-Yuan Jengl
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:漁業生產與管理研究所
學門:農業科學學門
學類:漁業學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:可沉式箱網沉降機制浮升機制遠端遙控
外文關鍵詞:Submergible CageSinking MechanismsRaising
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目前國內海洋箱網養殖所使用HDPE(High Density Polyethylene 高密度聚乙烯)可沉式箱網,在沉降、浮升的操作過程中,尚有諸多不盡理想之處,如箱網沉降、浮升速度無法控制,沉降、浮升傾斜角度過大,無法遠端遙控沉降,操作繁瑣並需要動用較大型機具及許多人力等等。有鑑於此,本研究利用自行改良縮小之氣囊式網框,環圓氣囊式網框及獨立筒氣囊式網框(各網框懸掛相同的網袋及沉子),在實驗水槽內以不同波浪頻度、高度進行量測建立二款網框經由氣體流量裝置調節各種不同進、排氣量,比較二款網框沉降、浮升速度及沉降、浮升傾斜角度;並利用遠端遙測裝置遠距離操控箱網沉降之可行性。
實驗結果顯示(1)二款箱網之沉降、浮升速度與進、排氣量多寡呈負相關,藉由此關係得以有效控制箱網沉降及浮升速度,(2)高、低波浪頻度對於二款箱網在沉降及浮升速度以STATISTICA/ANOVA檢定結果並無顯着差異(3)獨立筒氣囊式箱網其沉降及浮升的傾斜角度15-17。小於環圓氣囊式箱網28-30。(4)二款箱網經由遠端無線遙控裝置及氣體流量裝置均可以遙控操作箱網沉降及控制箱網沉降速度。 其沉降過程與同一試驗條件但未經遙控裝置操作箱網沉降來作比較,幾無差異(5)二款箱網模擬其在海上操作沉降、浮升之作業流程,皆僅由一名人員操作即可。
Abstract

Submergible cage made of HDPE is one of the most important of cages currently used in cage farming in Taiwan. Some aspects in processes of sinking and raising can not be controlled satisfactorily; for example, the speed of sinking and raising , too large of the decline angel, sinking unable to be operated remotively ,and excessive manpower and a huge air compressor should be used etc.
This studies focus on all these problems. Two types of improved rubber air tire cage collars are designed:“ circular rubber air tire cage collar ” and “ indepent tube frame with rubber air bag inside ”. Both the cage collar and the tube frame hanged with the same net bags. Research was carried out in a 2m×2m×1m water tank. Different wave frequencies and wave heights were created to test the above mentioned problems.
The results show that there is no significant relationship between the of sinking and raising of two types of cage with wave frequencies.A positive correlation between the speed of sinking and raising of two types of cage and amount of air pumped in or pushed out was exist. Both decline angels of sinking or raising of “ The independent tube frame cage ”. Are smaller than “ The circular rubber air tire collar cage ” .Both types of designed cage frame can be sunk through remote control and without any difference with the normal way. And through the modified operation process shows that both types of designed cage can be sinking and raising by just one operator.
中文摘要 ………………………………………………………… I
英文摘要 ………………………………………………………… II
謝詞 ……………………………………………………………… III
目錄 …………………………………………………………… IV
表目錄 …………………………………………………………… VIII
圖目錄 ………………………………………………………… X
照片目錄 ………………………………………………………… XII
附錄1 …………………………………………………………… XIII
附錄2 ………………………………………………………… XIV
第一章 前言 …………………………………………………… 1
1-1 本省沿岸海洋環境與氣候概述 ……………………… 2
1-2 國內海洋箱網養殖發展概況 ……………………… 4
1-2-1 國內HDPE(High Density Polyethplene
高密度聚乙烯)可沉式箱網箱網結構及規格 … 6
1-2-2 HDPE可沉式箱網沉降、浮升操作介紹 ………… 8
1-2-2-1 HDPE可沉式箱網沉降操作 …………………… 8
1-2-2-2 HDPE可沉式箱網浮升操作 …………………… 9
1-3 文獻回顧 ……………………………………………… 10
1-4 研究動機 ……………………………………………… 11
1-5 研究目的 ……………………………………………… 12
1-6 研究流程 ……………………………………………… 14
第二章 材料與方法 ……………………………………… 15
2-1 儀器與裝置 …………………………………………… 15
2-1-1 實驗水槽 …………………………………………… 15
2-1-3 遠端遙測沉降裝置 ……………………………… 17
2-1-4 造波裝置 ………………………………………… 19
2-1-5 消波裝置 ………………………………… 21
2-2 模型網具 ………………………………………… 23
2-2-1 環圓氣囊式模型箱網 ………………… 23
2-2-2 獨立筒氣囊式模型箱網 ………………… 26
2-2-3 改良型氣胎式箱網設計原理說明 …………… 28
2-3 實驗方法 ……………………………………………… 33
2-3-1-1 環圓氣囊式箱網浮升試驗-低頻度波浪 …… 33
2-3-1-2 環圓氣囊式箱網浮升試驗-高頻度波浪 …… 34
2-3-1-4 環圓氣囊式箱網沉降試驗-高頻度波浪 …… 34
2-3-1-5 環圓氣囊式箱網低頻度波浪沉降試驗
-遠端遙測 …………………………………… 35
2-3-1-6 環圓氣囊式箱網高頻度波浪沉降試驗
-遠端遙測 …………………………………… 35
2-3-2-1 獨立筒氣囊式箱網浮升試驗-低頻度波浪 … 35
2-3-2-2 獨立筒氣囊式箱網浮升試驗-高頻度波浪 … 36
2-3-2-3 獨立筒氣囊式箱網沉降試驗-低頻度波浪 … 36
2-3-2-4 獨立筒氣囊式箱網沉降試驗-高頻度波浪 … 36
2-3-2-5 獨立筒氣囊式箱網低頻度波浪沉降試驗
-遠端遙測 …………………………………… 37
2-3-2-6 獨立筒氣囊式箱網高頻度波浪沉降試驗
-遠端遙測 …………………………………… 37
第三章 結果 …………………………………………………… 38
3-1-1 環圓氣囊式箱網浮升速度計測-低頻度波浪 …… 38
3-1-2 環圓氣囊式箱網浮升速度計測-高頻度波浪 …… 39
3-1-3 環圓氣囊式箱網沉降速度計測 ………………… 39
3-1-4 環圓氣囊式箱網沉降速度計測-遠端遙測 ……… 44
3-2-1 獨立筒氣囊式箱網浮升速度計測-低頻度波浪 … 44
3-2-2 獨立筒氣囊式箱網浮升速度計測-高頻度波浪 … 48
3-2-3 獨立筒氣囊式箱網沉降速度計測 ……………… 39
3-2-4 獨立筒氣囊式箱網沉降速度計測-遠端遙測 …… 48
第四章 討論 ……………………………………………………… 53
4-1造波裝置 ………………………………………………… 53
4-2消波裝置 ………………………………………………… 53
4-3氣體流量裝置及箱網氣囊 ……………………………… 54
4-4遠端遙控裝置 …………………………………………… 54
第五章 結論與建議 …………………………………………… 55
5-1 結論 …………………………………………………… 55
5-2 未來研究方向建議 …………………………………… 66
參考文獻 ………………………………………………………… 67
照片目錄 ………………………………………………………… 70
附錄1 ……………………………………………………………… 77
附錄2 ……………………………………………………………… 79



表 目 錄

表1-1 1897-2005 年各月及全年侵台颱風綱要表 ……………… 4
表1-2 1970-2002 年全球漁獲量概況 …………………………… 4
表1-3 2003 台灣海洋箱網養殖 投入 / 產出 …………………… 5
表1-4 國內HDPE浮框式箱網規格一覽表 ……………………… 7
表2-1 適用氣囊式箱網所使用橡膠的種類與特性用途簡介 … 32
表3-1 環圓氣囊式箱網浮升各進氣量之關係-低頻度波浪 …… 38
表3-2 環圓氣囊式箱網浮升時間計測 -波浪低頻度 ………… 39
表3-3 環圓氣囊式箱網浮升各進氣量之關係-高頻度波浪 …… 40
表3-4 環圓氣囊式箱網浮升時間計測-波浪高頻度 …………… 41
表3-5 環圓氣囊式箱網浮升時間-高低頻度波浪比值 ………… 42
表3-6 環圓氣囊式箱網沉降速度計測 ………………………… 43
表3-7 環圓氣囊式箱網沉降時間計測-遠端遙測 ……………… 44
表3-8 環圓氣囊式箱網遠端遙控裝置前後之沉降時間比值 … 45
表3-9 獨立筒氣囊式箱網浮升時間計測-低頻度波浪 ………… 46
表3-10 獨立筒氣囊式箱網浮升各進氣量之關係-低頻度波浪 … 47
表3-11 獨立筒氣囊式箱網浮升時間計測-高頻度波浪 ……… 48
表3-12 獨立筒氣囊式箱網浮升各進氣量之關係-高頻度波浪… 49
表3-13 獨立筒氣囊式箱網沉降時間計測 ……………………… 46
表3-14 獨立筒氣囊式箱網遠端遙測沉降時間計測 …………… 48
表3-15 獨立筒氣囊式箱網遠端遙控裝置前後之沉降時間比值… 49
表5-1 環圓氣囊式箱網遠端遙控裝置前後之沉降時間比值 … 49
表5-2 獨立筒氣囊式箱網遠端遙控裝置前後之沉降時間比值… 49


圖 目 錄

圖1-1 試驗研究架構流程圖 …………………………………… 6
圖2-1 氣體流量裝置示意圖 …………………………………… 16
圖2-2 遠端遙測沉降裝置示意圖 ……………………………… 19
圖2-3 造波裝置示意圖 ………………………………………… 20
圖2-4 消波裝置示意圖 ………………………………………… 21
圖2-5 環圓氣囊式模型箱網結構示意圖 ……………………… 23
圖2-6 獨立筒氣囊式模型箱網 ………………………………… 26
圖2-7 阿基米得原理完全沉沒體 ……………………………… 28
圖2-8 阿基米得原理部分沉潛體 ……………………………… 29
圖2-9 改良型可沉式箱網氣囊充氣示意圖 …………………… 31
圖2-10 改良型可沉式箱網氣囊未充氣示意圖 ………………… 31
圖3-1 環圓氣囊式箱網及獨立筒氣囊式箱網進氣示意圖 …… 31
圖5-1 環圓氣囊式箱網在各種不同條件下重複實驗3次之
分組試驗配置以 STATISTICA-ANOVA檢定之P值 …… 55
圖5-2 獨立筒氣囊式箱網在各種不同條件下重複實驗3次之
分組試驗配置以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 56
圖5-3 環圓氣囊式箱網低頻度波浪浮升時間與進氣量之關係… 57
圖5-4 環圓氣囊式箱網高頻波浪浮升時間與進氣量之關係 … 57
圖5-5 獨立筒氣囊式箱網浮低頻波浪升時間與進氣量之關係… 58
圖5-6 獨立筒氣囊式箱網高頻波浪浮升時間與進氣量之關係… 58
圖5-7 環圓氣囊式箱網各組間STATISTICA/ANOVA檢定之P值… 61
圖5-8 獨立筒氣囊式箱網各組間STATISTICA/ANOVA
檢定之P值 ……………………………………………… 62
圖5-9 環圓氣囊式箱網與獨立筒氣囊式箱網各組間
STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……………………… 63
圖5-10 環圓氣囊式箱網網框沉降軌跡變化圖 ………………… 64
圖5-11 獨立筒氣囊式箱網網框沉降軌跡變化圖 ……………… 65

照 片 目 錄

相片1 立用捲揚機托住浮框利於將空氣排出 ………………… 70
相片2 大型空氣壓縮機 ………………………………………… 70
相片3 實驗水槽 ………………………………………………… 71
相片4 氣體流量裝置 …………………………………………… 71
相片5 遠端搖測沉降自動控制 ………………………………… 72
相片6 造波裝置 ………………………………………………… 72
相片7 造波過程 ………………………………………………… 73
相片8 消波裝置 ………………………………………………… 73
相片9 環圓氣囊式模型箱網 …………………………………… 74
相片10 獨立筒氣囊式模型箱網 ………………………………… 74
相片11 模型箱網製作過程 ……………………………………… 74
相片12 環圓氣囊式箱網沉降過程 ……………………………… 75
相片13 獨立筒氣囊式箱網浮升過程 …………………………… 76



附 錄 1

表-1 浮升/沉降/遠端遙控沉降試驗以STATISTICA/ANOVA
檢定平均之p值 ………………………… 77
表-2 環圓氣囊式箱網浮升/沉降時間 ………………………… 78
表-3 獨立筒氣胎式箱網浮升/沉降時間 ……………………… 78

附 錄 2

圖-1 低頻度波浪環圓氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 ……………… 79
圖-2 低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 ………… 79
圖-3 高頻度波浪環圓氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 …………… 80
圖-4 高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 ……………… 80
圖-5 遠端遙控低頻度波浪環圓氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 ……… 81
圖-6 遠端遙控低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 …… 81
圖-7 遠端遙控高頻度波浪環圓氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 ……… 82
圖-8 遠端遙控高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網沉降軌跡變化圖 …… 82
圖-9 低頻度波浪環圓氣囊式箱網(800 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 83
圖-10 低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(800 cc /min)浮升軌跡變化圖… 83
圖-11 低頻度波浪環圓氣囊式箱網(600 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 84
圖-12低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(600 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 84
圖-13 低頻度波浪環圓氣囊式箱網(400 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 85
圖-14 低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(400 cc /min)浮升軌跡變化圖… 85
圖-15 低頻度波浪環圓氣囊式箱網(200 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 86
圖-16 低頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(200 cc /min)浮升軌跡變化圖… 86
圖-17 高頻度波浪環圓氣囊式箱網(800 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 87
圖-18 高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(800 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 87
圖-19 高頻度波浪環圓氣囊式箱網(600 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 88
圖-20高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(600 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 88
圖-21 高頻度波浪環圓氣囊式箱網(400 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 89
圖-22高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(400 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 89
圖-23 高頻度波浪環圓氣囊式箱網(200 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 90
圖-24高頻度波浪獨立筒氣囊式箱網(200 cc /min)浮升軌跡變化圖 … 90
圖-25 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪沉降實驗三次以
STATISTICA/ANOVA檢定之P值 …………………………… 91
圖-26 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪沉降實驗三次以
STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………………………… 91
圖-27 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪沉降實驗三次以
STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………………………… 92
圖-26 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪沉降實驗三次以
STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………………………… 92
圖-29 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪遠端遙控沉降
實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……………… 93
圖-30 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪遠端遙控沉降
實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 …………… 93
圖-31 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪遠端遙控沉降
實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 …………… 94
圖-32 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪遠端遙控沉降
實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 …………… 94
圖-33 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪(800 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 95
圖-34 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪(600 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 95
圖-35 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪(400 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 96
圖-36 獨立筒氣囊式箱網在低頻度波浪(200 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 96
圖-37 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪(800 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 97
圖-38 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪(600 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 97
圖-39 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪(400 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 98
圖-40 獨立筒氣囊式箱網在高頻度波浪(200 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 98
圖-41 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪(800 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ………… 99
圖-42 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪(600 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 99
圖-43 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪(400 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 100
圖-44 環圓氣囊式箱網在低頻度波浪(200 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 100
圖-45 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪(800 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 101
圖-46 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪(600 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 101
圖-47 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪(400 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 102
圖-48 環圓氣囊式箱網在高頻度波浪(200 cc /min)
浮升實驗三次以STATISTICA/ANOVA檢定之P值 ……… 102
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