تعیین رابطه آستانه استغراق دریچه سالونی در شرایط مختلف جریان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس

2 گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 گروه عمران آب دانشکده عمران دانشگاه خواجه نصیر

چکیده

آستانه استغراق یک سازه به منظور تعیین مرز بین جریان آزاد و مستغرق بررسی می‌شود. با دانستن آستانه استغراق سازه می‌توان تخمین دقیقی از دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق وابسته به نوع معادلات ارائه شده، داشت. دریچه‌ها‌ی سالونی، سازه‌های کنترل و تنظیم جریان آب در کانال-های آبیاری هستند که مطالعات محدودی در مورد آنها گزارش شده است. در این پژوهش، آستانه استغراق دریچه سالونی در زوایای مختلف بازشدگی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور دریچه سالونی در شرایط مختلف هیدرولیکی و بهره‌برداری در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات بر روی یک مدل آزمایشگاهی در موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو انجام شد. آستانه استغراق دریچه، به ازای مقادیر مختلف زاویه و دبی جریان، بر مبنای معیار یک، دو و سه درصد تغییرات عمق تعیین شده است. مهم‌ترین پارامترهای بی‌بعد موثر بر آستانه استغراق دریچه سالونی عبارتنداز نسبت عرض بازشدگی به عرض دریچه، و عدد فرود بالادست دریچه ( و ). بر این اساس، رابطه‌ای برای آستانه استغراق دریچه با استفاده از نتایج آزمایشگاهی در دو دبی 025/0 و 030/0 مترمکعب بر ثانیه و بر مبنای پارامترهای بی‌بعد موثر بر سازه استنتاج شد. رابطه‌ی حاصل با حداکثر خطای نسبی10% ± آستانه استغراق دریچه سالونی را برآورد می‌کند که از نظر کاربردی مناسب است. علاوه بر آن نمودارهای آستانه استغراق به دست آمده راهنمای کاربردی مناسبی برای تعیین مرز جریان در شرایط مختلف می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination the Relationship of Submergence Threshold for Lopac Gate in Different Flow Condition

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Yousofvand 2
  • Mohammad Reza Kavianpour 3
2 Department of Hydraulic Structures, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Department of Water, Faculty of Civil engineering, Khajeh Nasir University
چکیده [English]

The submergence threshold of a structure is investigated to determine the boundary between free and submerged flows. Knowing the Submergence threshold of the structure, can help to estimate the discharge in free and submerged conditions with reasonable accuracy. Lopac gates are control structures used to regulate the flow in irrigation canals which has limited reported studies. In this study, the submergence threshold of the lopac gate in different gate opening was investigated. For this purpose, the lopac gate was studied under different hydraulic and operation conditions. Experiments were conducted on a laboratory model at Water Research Institute of Iran. Using the interpolation, the submergence threshold of the lopac gate is obtained for different values of opening angle and flow discharge based on the criteria of one, two and three percent of the depth variation. The graphs of the submergence threshold can be presented as a functional guide. The most important non-dimensional parameters affecting the submergence threshold of the lopac gate are the ratio of the gate opening to the gate width, and upstream Froud Number ( and ). Accordingly, a relationship was found for the submergence threshold of the lopac gate using experimental results in two discharge of 0.025 and 0.030 cms and based on the affecting non-dimensional parameters. The resultant relationship estimates the submergence threshold of the lopac gate with the maximum relative error of ± % 10 which is practically acceptable. In addition the derived figures of the submergence ratio are practical guidelines for determining the boundary between free and submerged flow for different conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • irrigation canals
  • Lopac gate
  • Opening Angle
  • Submerged and Free Flow
  • Submergence threshold