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

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه 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

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Flow Characteristics in Sluice Gates with Cylindrical Edges and Half-Cylindrical Edges

نویسندگان [English]

  • mohammad nourollahi 1
  • Ali Naghi Ziaei 2
  • Ali Asghar Beheshti 1
1 Ferdowsi University of Mashhad.
2 Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Sluice gates are widely used for water level control and flow measurement in open channels. The sharp edge of sluice gates causes low contraction coefficient (Cc) and limited flow rate capacity. Here, the performance of a new sluice gate which is consisted of a sharp-edged sluice gate and a drum gate (a sluice gate with a cylindrical end) is experimentally evaluated. Since the streamline leaves the gate more smoothly, Cc is considerably increased. i.e., from 0.6 in sharp edged gates reached to 1.0 in cylindrical-edged gates. Moreover for a given upstream depth, this gate was less likely to become submerged compared to an equivalent sharp edged sluice gate. For upstream water depth of gate to opening of gate(H0/W) in range 4-18,tailwater depth to opening of gate( yt/W) increased up to 22 percent for drum diameter of 63, 90, 125 and 200 mm. This feature obviates the need to increase the free board height in the upstream channel and refrains from upstream overflow whenever unexpected downstream tail water rise occurs. Moreover, distinguishing condition curves for these gates were obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Contraction Coefficient
  • Drum Gate
  • Sharp-Edge Sluice Gate

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).
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار