بررسي خصوصيات هيدروديناميكي دريچه سالوني چندگانه مستطيلي در جريان مستغرق

سابقه و هدف: امروزه به دليل كاهش منابع آبي و مسئله مصرف عمده آب در حوزه كشاورزي به‌منظور توزيع، تحويل و تنظيم جريان در شبكه آبياري و جلوگيري از تلفات آب، سازه‌هايي نوين با كارايي بهتر و بهره‌برداري ساده‌تر از جانب پژوهشگران معرفي‌شده است. دريچه‌هاي سالوني ازجمله سازه‌هاي هيدروليكي تنظيم و كنترل جريان آب هستند كه ويژگي‌هايي ازجمله امكان خودكارسازي، روگذر بودن جريان و نصب و جانمايي آسان‌تر نسبت به ديگر سازه‌ها را دارند. در اين پژوهش از دريچه‌ي سالوني چندگانه مستطيلي كه از انواع نوين دريچه‌ي سالوني است استفاده‌شده است. با توجه به آسان‌تر بودن بهره‌برداري از دريچه كوچك‌تر نسبت به دريچه بزرگ، در اين پژوهش تأثير دو دريچه كوچك‌تر بجاي تك دريچه بر خصوصيات هيدروليكي در حالت مستغرق با ميزان استغراق 80،70 و 90 درصد و باهدف بالابردن كارايي و سهولت در طراحي و ساخت سازه، موردبررسي قرار گرفت.مواد و روش‌ها: در پژوهش پيش رو به‌منظور بررسي پارامترهاي هيدروليكي بيشينه‌ي تنش برشي، بيشينه‌ي نيروي افقي وارد بر دريچه، گردابه‌هاي جريان، محدوده‌ي توزيع سرعت و تنش برشي در دريچه سالوني مستطيلي در شرايط جريان مستغرق و مقايسه‌ي آن باحالت تك دريچه شبيه‌سازي‌هايي در سه دبي 35،25 و 45 ليتربرثانيه، زاويه بازشدگي 40،35 و 45 درجه و سه استغراق 80،70 و 90 درصد در دو هندسه متفاوت و درمجموع 54 شبيه‌سازي كه در آن از تعداد 800000 سلول مش بندي، مدل آشفتگي RNG و مدت‌زمان 40 ثانيه براي رسيدن جريان به پايداري استفاده‌شده است مدل‌سازي و بررسي شد.يافته‌ها: نتايج نشان داد كه بيشينه‌ي تنش برشي با استغراق و ميزان زاويه بازشدگي رابطه‌اي معكوس دارد و بيشينه‌ي نيروي‌ افقي وارد بر دريچه با استغراق و دبي رابطه‌اي مستقيم دارد. مشاهده شد تمامي پارامترهاي بررسي‌شده در حالت دو دريچه نسبت به تك دريچه كاهش‌يافته‌اند. مقدار كاهش نيروي افقي ‌وارد بر دريچه چندگانه نسبت به حالت تك دريچه 33.5 درصد بود كه بيشترين مقدار اين كاهش در دبي 25 ليتر بر ثانيه، زاويه بازشدگي 45 درجه و استغراق 90 درصد بود و كمترين ميزان كاهش در دبي 25 ليتر بر ثانيه، زاويه بازشدگي45 درجه و استغراق 70 درصد بود. ميزان كاهش بيشينه‌ي تنش برشي در حالت دو دريچه نسبت به تك دريچه 13.3 درصد بود؛ بيشترين ميزان اين كاهش 23.3 درصد بوده است كه در دبي 45 ليتر بر ثانيه، زاويه بازشدگي 45 درجه و استغراق 90 درصد رخ‌داده است و همچنين كمترين ميزان اين كاهش 6.21 درصد بوده كه در دبي 45 ليتر‌بر‌ثانيه، زاويه بازشدگي 35 درجه و استغراق 80 درصد رخ‌داده است. همچنين مشاهده شد كه محدوده‌ي توزيع و كشيدگي سرعت و تنش برشي در كف فلوم در هر دو حالت تك دريچه و چندگانه با افزايش دبي و ميزان زاويه‌ي بازشدگي افزايش مي‌يابد و به‌طوركلي محدوه‌ي‌توزيع و كشيدگي سرعت و تنش برشي در كف فلوم در حالت چندگانه نسبت به حالت تك دريچه كاهش يافت.نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج مي‌توان بيان كرد محدوده‌ي توزيع سرعت و تنش برشي با دبي و زاويه بازشدگي رابطه‌اي مستقيم دارند و همچنين ميزان كشيدگي توزيع سرعت و تنش برشي در حالت دو دريچه نسبت به تك دريچه كاهش يافت. اين موضوع به دليل كاهش سطح گردابه ها در حالت دو دريچه مي‌باشد. بيشينه تنش برشي با زاويه بازشدگي و درصد استغراق رابطه عكس دارد و با كاهش سرعت قابل توجيه است. لذا نسبت به حالت تك دريچه 13.3 درصد كاهش مي‌يابد. بررسي بيشينه نيروي افقي وارده بر دريچه نشان داد كه اين پارامتر با دبي، زاويه بازشدگي و استغراق رابطه مستقيم دارد و همچنين در حالت‌هاي چندگانه نسبت به حالت تك دريچه 33.5 درصد كاهش مي‌يابد.