بررسي آزمايشگاهي دريچه آويخته به عنوان سازه اندازه گيري جريان در كانال دايره اي روباز براي رژيم جريان آزاد

Experimental Studies of flow from Flap Gate in circular open channel at free flow condition

در تحقيق حاضر با مطالعه آزمايشگاهي و تئوري خصوصيات جريان عبوري از دريچه آويخته دايره­اي و مربعي در كانال دايره ­اي افقي روباز، معادلاتي براي تخمين بده جريان توسعه داده شد. به منظور جمع آوري داده­ هاي آزمايشگاهي، يك مدل فيزيكي در آزمايشگاه تحقيقات مركزي آّب گروه آبياري و آباداني دانشگاه تهران طراحي و ساخته شده و دريچه آويخته در انتهاي كانال دايره­اي افقي روباز با دو قطر اسمي200 و300 ميليمتر نصب گرديد. اندازه­ گيري پارامتر­هاي لازم نظير بده جريان، عمق جريان دربالادست دريچه و درجه باز­شدگي دريچه براي تخمين بده جريان صورت گرفت. در اين تحقيق از روش­هاي فرم اول دبي-اشل، نظريه خودتشابه ناقص و فرم دوم دبي-اشل براي تخمين بده استفاده شده است. يكي از نقاط ضعف اين سازه نوسان در مقابل جريان و مشكل اندازه­گيري درجه باز­شدگي مي­باشد. براي رفع اين نقص، روش نهايي فرم دوم دبي-اشل كه روشي مستقل از درجه باز­شدگي دريچه است ارائه شده است. دقيق­ترين روش از بين روش­هاي مذكور، نظريه خودتشابه ناقص مي­باشد كه متوسط خطاي نسبي آن براي دريچه آويخته دايره اي برابر 34/3 درصد و براي دريچه آويخته مربعي برابر 1/4 درصد است.

Present research covers the results of a theoretical and experimental investigation on a circular and quadratic flap gate, which installed at the exit of a circular channel. This study would employ an experimental program in a horizontal channel of circular cross section of 200 and 300 mm diameters, equipped with either a circular or quadratic flap gate to explore the basic parameters affecting the flow discharge estimation of these devices. In this study, of three ways such of the first form Stage-Discharge technique, incomplete self-similarity theory and the second form Stage-Discharge technique have been used for estimating the discharge for circular and quadratic flap gate under free flow conditions. The research took the advantages the main difficulties during the experiments were the vibration of the gate as well as accurate measurement of gate opening. The use of second form Stage-Discharge technique would overcome such weaknesses. The most accurate of these methods is incomplete self-similarity theory. In this theory, mean absolute relative error for circular flap gate is equal to 3.34% and for 4.1% for quadratic flap gate.