بررسي آزمايشگاهي مشخصات جريان در دريچه¬هاي كشويي با لبه استوانه اي و نيم استوانه اي

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

دريچه¬هاي كشويي ازجمله پركابردترين سازه¬ها براي كنترل سطح آب و دبي جريان در كانال¬هاي روباز هستند. با اين وجود دريچه¬هاي كشويي لبه‌تيز، ضريب فشردگي حدود 6/0 دارند كه ظرفيت دبي آنها را محدود مي‌نمايد. بررسي آزمايشگاهي عملكرد هيدروليكي دريچه تلفيقي از دريچۀ كشويي و دريچۀ طبلي در اين پژوهش انجام شده‌است. نتايج نشان داد كه در دريچۀ كشويي با لبۀ استوانه¬اي ضريب فشردگي تا نزديك 0/1 افزايش مي¬يابد، اين امر به دليل تأثير استوانه بر خطوط جريان است. هم‌چنين در شرايط يكسان آزمايش، جريان در پايين‌دست دريچۀ كشويي استوانه¬¬اي با عمق پاياب بيشتري نسبت به دريچۀ لبه‌تيز در حالت آزاد باقي مي¬ماند. به‌طوري‌كه براي دامنۀ نسبت بار آبي بالادست به بازشدگي دريچه از 4 تا 18، نسبت عمق پاياب ماكزيمم به بازشدگي دريچه به‌ترتيب براي دريچۀ استوانه¬اي با قطر 63 ميلي¬متر تا 16 درصد و براي دريچه-هاي استوانه¬اي با قطرهاي 90، 125 و 200 ميلي¬متر تا 22 درصد نسبت به دريچۀ كشويي لبه‌تيز افزايش مي¬يابد. اين قابليت يك مزيت مهم براي اين‌گونه دريچه¬ها محسوب مي¬شود چرا كه با جلوگيري از استغراق جريان باعث جلوگيري از افزايش بار آبي بالادست مي‌شود و امكان سرريز شدن در قسمت بالادست دريچه كاهش مي¬¬يابد كه اين امر خود باعث جلوگيري از اتلاف آب مي¬شود. علاوه بر اين روابطي براي تشخيص شرايط جريان آزاد و مستغرق در دريچه‌هاي كشويي استوانه‌اي و نيم‌استوانه‌اي با دقت بالا ارائه شد.

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.