بررسي تاثير شكل‌هاي مختلف هندسي آستانه بر ضريب دبي جريان دريچه كشويي عمودي

Investigation of different geometric shapes of sills on discharge coefficient of vertical sluice gate

دريچه ها در سدها و كانال هاي آبياري براي كنترل دبي و يا تنظيم سطح آب بكار مي‌روند. براي تعيين دبي جريان از زير دريچه‌ها نياز به دانستن ضريب دبي مي‌باشد. اين تحقيق به بررسي تاثير شكل آستانه در زير دريچه كشويي عمودي بر ضريب دبي براي جريان آزاد مي‌پردازد. هر دو پارامتر شكل آستانه و ارتفاع آستانه مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. شكل‌هاي آزمايش شده شامل آستانه‌هاي چندوجهي و غير چندوجهي مي‌باشد. بر اساس نتايج بدست آمده از شكل هاي آزمايش شده، آستانه دايره اي موثرترين شكل است و آستانه مثلثي از جمله بهترين آستانه‌هاي چندوجهي مي‌باشد. آستانه دايره اي ضريب دبي را حداقل 23 درصد و حداكثر 31 درصد افزايش مي‌دهد. همچنين علاوه بر شكل، ارتفاع آستانه نقش مهمي در ضريب دبي ايفا مي‌كند. با استفاده از تحليل ابعادي و تحليل رگرسيون غير خطي، معادله اي براي پيش بيني ضرايب دبي دريچه جريان آزاد بدون آستانه و داراي آستانه ارائه مي‌گردد. معادله توسعه يافته موافق با نتايج تجربي و همچنين داده هاي منتشر شده از محققان ديگر مي‌باشد.

Gates in dams and irrigation canals are used for control of discharge or water surface regulation. To determine the discharge under a gate, discharge coefficient (Cd) should be determined. This study investigates the effect of sill shape under the vertical sluice gate on Cd. Both of sill shape and sill height are investigated. Investigated shapes comprise polyhedral and non-polyhedral sills. Results showed that circular sill is the most effective and triangular sill is also proper shape of polyhedral in increasing Cd. Circular sill increases Cd at least 23% up to maximum of 31%. In addition of shape, sill height is also important in determination of Cd. Using dimensionless parameters and regression analysis, an equation for prediction of Cd in free flow condition with and without sill is presented. The developed equation coincides with the published previous researches.Suggestions is for determination of Cd in submerged gate condition, and using FLOW3D or FLUENT software for more information about velocity and pressure distribution. Future experiments for producing more data set, can improve the accuracy of the developed equations.