تقنية تصنيع علامة البالون لاستعادة الأسماك المستشعرة والأسماك الحية

Summary

يتم تقديم بروتوكول لتصميم وتصنيع علامات البالون لاستعادة أسماك الاستشعار والأسماك الحية ، مما يسمح بتقييم حالتها الفيزيائية وأدائها البيولوجي في الهياكل الهيدروليكية. تعمل الطريقة على تحسين أداء علامة البالون من خلال مراعاة عوامل مثل حجم البالون وأوقات التضخم / الانكماش واختيار المكونات وخصائص الماء المحقون.

Abstract

قد تتعرض الأسماك للإصابات والوفيات عندما تمر عبر وسائل النقل الهيدروليكية في سدود الطاقة الكهرومائية ، حتى لو كانت هذه وسائل النقل مصممة لتكون صديقة للأسماك ، مثل أنظمة تجاوز المصب ، والممرات والتوربينات المعدلة. تتضمن الطرق الرئيسية المستخدمة لدراسة ظروف مرور الأسماك في الهياكل الهيدروليكية الاختبار المباشر في الموقع باستخدام تقنية Sensor Fish والأسماك الحية. تساعد بيانات الأسماك المستشعرة في تحديد الضغوطات الجسدية ومواقعها في بيئة مرور الأسماك ، بينما يتم تقييم الأسماك الحية بحثا عن الإصابات والوفيات. تساعد علامات البالونات ، وهي بالونات ذاتية النفخ متصلة خارجيا بأسماك الاستشعار والأسماك الحية ، في استعادتها بعد مرورها عبر الهياكل الهيدروليكية.

تركز هذه المقالة على تطوير علامات البالون بأعداد متفاوتة من الكبسولات النباتية القابلة للذوبان التي تحتوي على خليط من حمض الأكساليك ومساحيق بيكربونات الصوديوم والماء عند درجتي حرارة مختلفتين. حدد بحثنا أن علامات البالون التي تحتوي على ثلاث كبسولات ، والتي يتم حقنها ب 5 مل من الماء عند 18.3 درجة مئوية ، حققت باستمرار حجم البالون المطلوب. كان متوسط حجم التضخم لهذه العلامات 114 سم 3 مع انحراف معياري قدره 1.2 سم³. من بين علامات البالون المحقونة بالماء عند 18.3 درجة مئوية ، لوحظ أن علامات البالون المكونة من كبسولتين استغرقت أطول وقت للوصول إلى التضخم الكامل. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت علامات البالون المكونة من أربع كبسولات وقت بدء تضخم أسرع ، بينما أظهرت علامات البالون ثلاثية الكبسولات وقت بدء انكماش أسرع. بشكل عام ، يثبت هذا النهج فعاليته في التحقق من أداء التقنيات الجديدة ، وتحسين تصميم التوربينات ، واتخاذ القرارات التشغيلية لتعزيز ظروف مرور الأسماك. إنه بمثابة أداة قيمة للبحث والتقييمات الميدانية ، مما يساعد في تحسين كل من تصميم وتشغيل الهياكل الهيدروليكية.

Introduction

الطاقة الكهرومائية هي مورد كبير للطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم. في الولايات المتحدة ، تساهم الطاقة الكهرومائية بما يقدر بنحو 38٪ أو 274 تيراواط ساعة من الكهرباء المولدة من مصادر متجددة¹ ولديها القدرة على إضافة ما يقرب من 460 تيراواط ساعة سنويا². ومع ذلك ، مع زيادة تطوير الطاقة الكهرومائية ، أصبحت المخاوف بشأن إصابة الأسماك ونفوقها أثناء المرور الهيدروليكي ذات أهمية قصوى³. تساهم آليات مختلفة في إصابات الأسماك أثناء المرور ، بما في ذلك تخفيف الضغط السريع (الرضح الضغطي) ، وإجهاد القص ، والاضطراب ، والضربات ، والتجويف ، والطحن⁴. على الرغم من أن آليات الإصابة هذه قد لا يكو....

Protocol

1. تغليف الحمض / القاعدة

1. امزج نسبة 1: 2 بوزن H 2 C₂O₄ (حمض الأكساليك) و NaHCO₃ (بيكربونات الصوديوم) في كوب خلط (انظر جدول المواد). إذا تبلور مزيج المسحوق الحمضي القاعدي ، فقم بطحنه باستخدام ملاط ومدقة (الشكل 1 أ).
2. استرجع كبسولات الخضروات بحجم 3 وآلة تعبئة الكبسولات شبه الأوتوماتيكية لبدء العملية (انظر جدول المواد).
3. ضع ورقة الغطاء بشكل مسطح على سطح نظيف وجاف. قم بمحاذاة ورقة التغليف أعلى ورقة الغطاء باستخدام الأوتاد السوداء لتثبيتها بشكل صحيح في مكانها (الشكل 1 ب).
4. افصل قمم الك....

النتائج

تم إجراء دراسة لتحديد الطرق المثلى لتصنيع بطاقات البالون ، مع التركيز على حجم ودرجة حرارة الماء المحقون في البالون. فحصت الدراسة معايير المدخلات المختلفة ، بما في ذلك وقت بدء التضخم ، ووقت التضخم الكامل ، ووقت بدء الانكماش ، وحجم البالون عند التضخم الكامل. أجريت الدراسة في مكتب مع درجة حرا.......

Discussion

وخلصت هذه الدراسة إلى أن علامات البالون ثلاثية الكبسولات المحقونة ب 5 مل من الماء عند 18.3 درجة مئوية كان لها وقت تضخم بداية أبطأ وحجم أكبر باستمرار مقارنة بعلامات البالون ثنائية الكبسولة وأربع كبسولات. عندما تم حقن علامات البالون بالماء عند 12.7 درجة مئوية ، كان متوسط الحجم أصغر ، وكان وقت ال?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Printed Silicone Stopper Plate	NA	NA
ARC800 Sensor Fish	ATS	NA
FDM 3D printer	NA	NA
Manual Capsule Filler Machine CN-400CL (Size #3)	Capsulcn	NA
Mold Star 15 SLOW	Smooth-On	NA
Oil-Resistant Buna-N O-Ring	McMaster-Carr	SN: 9262K141
Oxalic Acid, 98%, Anhydrous Powder (C2H2O4)	Thermo Scientific	CAS: 144-62-7
Rubber Band Expansion Tool	iplusmile	NA
Separated Vegetable Cellulose Capsules (Size #3)	Capsule Connection	NA
Smiley Face YoYo Latex balloon	YoYo Balloons, Etc.	NA
Sodium Bicarbonate Powder (CHNaO3)	Sigma	CAS: 144-55-8
Spectra Fiber Braided Fishing Line (50 lbs.)	Power Pro	NA