随着养殖技术的不断提高，水产养殖业逐渐向高密度、集约化、工厂化方向发展。影响集约化养殖的关键因素之一就是如何提高养殖水体中溶解氧的浓度，通过增加水中的溶解氧，可以提高水产养殖的成活率及产量。目前，使用比较多的是叶轮式、喷射式、水车式、射流式等多种类型的传统增氧机械。这些传统增氧机械在水产养殖业中发挥了非常重要的作用，但他们也都存在着一定的局限性。随着工厂化、集约化养殖的迅速发展，以及环境治理的迫切需求，近些年来，人们逐渐提出了一种新的增氧方式——超微泡增氧方式。在近年来国内外学者提出的电解产生超微泡、微型加热器产生超微泡、超声波震荡产生超微泡、高压电场产生微泡、纳米超微泡以及压强突变产生超微泡等超微泡产生的方法中，压强突变产生超微泡的方法容易实现、装置简单、适于水产养殖使用。 本论文通过对理想情况进行一定的假设，只分析影响氧吸收率的关键因素，通过气泡在水中上升时的受力、运动状况、溶解过程、压力平衡等方面的分析，对气泡在水中上升时的运动规律以及气泡直径与氧吸收率之间的关系进行了初步的理论研究。对原超微跑增氧装置进行增氧原理剖析、关键部件功能分析后发现，2个自吸泵与1个射流器的作用就是将空气和水混合加压，而能量释放器的作用是将具有一定压强的气水混合物变成超微泡。由于原超微泡增氧装置需要使用2台自吸泵及1个射流器，大大增加了成本，提高了市场推广应用的难度。经过分析论证，提出初步改进方案，在保证增氧效率基本不变的前提下，减少该超微泡增氧装置的成本，从而提高该增氧装置的市场推广。经过改进，可省去1台电动机、1台自吸泵、1个射流器和1个能量释放器，降低成本约50％左右，从而提高市场的推广应用。 本装置的核心部件是能量释放器，调整能量释放器的关键尺寸可以控制超微泡的直径。以两相流体力学为基础，确定气水混合物在能量释放器中的流型，以能量释放器的能量损失为目标，能量释放器的关键尺寸为变量，建立数学模型，通过优化计算，得到能量释放器的最佳尺寸。 最后，通过实验，验证了改进方案可行性，改进后的新超微泡增氧装置的有关增氧参数，与传统增氧机械以及改进前的超微泡增氧装置的增氧参数进行比较，证明改进前后的增氧能力基本相当。