بررسی تأثیر آستانه بر جریان عبوری از دریچه قطاعی در شرایط آزاد

دریچه‌های قطاعی به منظور کنترل سطح آب و اندازه‌گیری دبی در شبکه‌های آبیاری استفاده می‌شوند. دقت دبی عبوری از دریچه‌ها و یا دقت تنظیم سطح آب‌ به تخمین ضریب دبی سازه بستگی دارد. ضریب دبی در شرایط بدون آستانه به میزان بازشدگی دریچه و عمق آب بالادست بستگی دارد. ایجاد آستانه در زیر دریچه بر ضریب آبگذری سازه تأثیر می‌گذارد که این موضوع کمتر توسط محققین ارزیابی شده است. بررسی اثر شکل، ارتفاع و موقعیت آستانه بر ضریب دبی دریچه قطاعی از اهداف اصلی این پژوهش است. در این تحقیق جریان عبوری از دریچه توسط مدل فلوتردی شبیه‌سازی شد و عمق آب در بالادست دریچه و همچنین ضریب دبی توسط نرم‌افزار محاسبه و با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه و صحت‌سنجی شد. حداکثر خطای مدل عددی در محاسبه عمق آب و ضریب دبی دریچه به ترتیب 5 و 3 درصد است که نشان‌دهنده دقت مناسب مدل می‌باشد. به منظور بررسی تأثیر مشخصات آستانه بر جریان، از آستانه مستطیلی و نیم‌دایره‌ای با ارتفاع‌های مختلف استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که احداث آستانه باعث افزایش ضریب دبی می‌شود که ارتفاع و شکل آستانه مهمترین عامل افزایش آن می‌باشد. در آستانه مستطیلی و نیم‌دایره‌ای در حالتی که نسبت ارتفاع آستانه به بازشدگی دریچه برابر 2 است، ضریب دبی دریچه قطاعی حداکثر و به ترتیب 7/2 و 3/13 درصد بیش از حالت بدون آستانه است. در این پژوهش به منظور تصحیح ضریب دبی دریچه قطاعی با آستانه روابطی برای آستانه مستطیلی و نیم‌دایره‌ای ارائه شد که حداکثر خطای آن 3 درصد است.

Keywords:

دریچه‌های زیرگذر , ضریب شدت جریان , آستانه دریچه , مدل عددی فلوتردی , جریان آزاد