بررسی آزمایشگاهی مشخصات جریان در دریچه‌های کشویی با لبه استوانه‌ای و نیم استوانه‌ای

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 3، دوره 29، شماره 2، آبان 1396، صفحه 31-46   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v29i2.46173

نویسندگان

محمد نورالهی¹؛ علی نقی ضیائی^{* 2}؛ علی اصغر بهشتی¹

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد.

چکیده

دریچه‌های کشویی ازجمله پرکابردترین سازه‌ها برای کنترل سطح آب و دبی جریان در کانال‌های روباز هستند. با این وجود دریچه‌های کشویی لبه‌تیز، ضریب فشردگی حدود 6/0 دارند که ظرفیت دبی آنها را محدود می‌نماید. بررسی آزمایشگاهی عملکرد هیدرولیکی دریچه تلفیقی از دریچۀ کشویی و دریچۀ طبلی در این پژوهش انجام شده‌است. نتایج نشان داد که در دریچۀ کشویی با لبۀ استوانه‌ای ضریب فشردگی تا نزدیک 0/1 افزایش می‌یابد، این امر به دلیل تأثیر استوانه بر خطوط جریان است. هم‌چنین در شرایط یکسان آزمایش، جریان در پایین‌دست دریچۀ کشویی استوانه‌‌ای با عمق پایاب بیشتری نسبت به دریچۀ لبه‌تیز در حالت آزاد باقی می‌ماند. به‌طوری‌که برای دامنۀ نسبت بار آبی بالادست به بازشدگی دریچه از 4 تا 18، نسبت عمق پایاب ماکزیمم به بازشدگی دریچه به‌ترتیب برای دریچۀ استوانه‌ای با قطر 63 میلی‌متر تا 16 درصد و برای دریچه-های استوانه‌ای با قطرهای 90، 125 و 200 میلی‌متر تا 22 درصد نسبت به دریچۀ کشویی لبه‌تیز افزایش می‌یابد. این قابلیت یک مزیت مهم برای این‌گونه دریچه‌ها محسوب می‌شود چرا که با جلوگیری از استغراق جریان باعث جلوگیری از افزایش بار آبی بالادست می‌شود و امکان سرریز شدن در قسمت بالادست دریچه کاهش می‌‌یابد که این امر خود باعث جلوگیری از اتلاف آب می‌شود. علاوه بر این روابطی برای تشخیص شرایط جریان آزاد و مستغرق در دریچه‌های کشویی استوانه‌ای و نیم‌استوانه‌ای با دقت بالا ارائه شد.

کلیدواژه‌ها

کلیدی دریچۀ کشویی لبه‌تیز؛ دریچۀ طبلی؛ ضریب فشردگی

سایر فایل های مرتبط با مقاله

3Edit.norolahi-1-revised.pdf

مراجع

1. Henderson, F. M., "Open Channel Flow", Macmillan Publishing Co., New York, (1966).

2. Rajaratnam, N., and Subramanya, K., "Flow Equation for the Sluice Gate", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 93(3), pp.167-186, (1967).

3. Belaud, G., and Cassan, L., and Baume, J.P., "Calculation of Contraction Coefficient under Sluice Gates and Application to Discharge Measurement", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 135(12), pp.1086-1091, (2009).

4. Montes, J.S., "Irrotational Flow and Real Fluid Effects under Planar Sluice Gates", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 123(3), pp. 219-232, (1997).

5. Tel, J., "Discharge Relations for Radial Gates", Master of Science Thesis, Delft Technical University, Delft, The Netherlands (2000).

6. محمدی، م. ح.، و بیرامی، م. ک.، «تخمین دبی جریان از زیر دریچه‌های کشویی و قطاعی با جریان آزاد». نشریۀ آب و فاضلاب (2)، صص. 94-101، (1389).

7. Bos, M.G., "Discharge Measurement Structures", Wageningen, the Netherlands, ILRI, (1989).

8. Swamee, PK., "Sluice-gate Discharge Equations", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 118(1), pp. 56-60, (1992).

9. Yen, J.F., and Lin, C.H., and Tsai, C.T., "Hydraulic Characteristics and Discharge Control of Sluice Gates", Journal of the Chinese institute of engineers, Vol. 24(3), pp. 301-310, (2001).

10. Lin, CH., Yen, J.F., Tsai, CT., "Influence of Sluice Gate Contraction Coefficient on Distinguishing Condition", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 128(4), pp.249-252, (2002).

11. Wahl, T.L., Clemmens, A.J., "Applying the Energy–Momentum Method to Radial Gate Discharge Calibration", In World Water & Environmental Resources Congress. Alaska, pp. 1-10, (2005).

12. Buyalski, C.P., "Discharge Algorithms for Canal Radial Gates", Technical Report REC-ERC-83-9. U.S. Bureau of Reclamation, Denver, (1983).

13. Bijankhan, M., Kouchakzadeh, S., Bayat, E., "Distinguishing Condition Curve for Radial Gates", Flow Measurement and Instrumentation, Vol. 22(5), pp. 500-506, (2011).

14. Clemmens, A.J., Strelkoff, T.S., and Replogle, J.A., "Calibration of Submerged Radial Gates", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 129(9), pp.680-687, (2003).

15. Ferro, V., "Simultaneous Flow over and under a Gate", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 126(3), pp.190-193, (2000).

16. Ansar, M., "Discussion of ‘Simultaneous Flow over and under a Gate" by V. Ferro. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 127(5), pp.325-326, (2001).

17. Habibzadeh, A., Vatankhah, A., and Rajaratnam, N., "Role of Energy Loss on Discharge Characteristics of Sluice Gates", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 137(9), pp.1079-1084, (2011).

18. ابریشمی،ج و حسینی،س.م.، «هیدرولیک کانال های باز»، مؤسسۀ چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی، (1375).