برآورد ضريب دبي جريان عبوري از دريچه‌هاي كشويي و قطاعي

Estimating the coefficient of discharge from the sluice and radial gates

در اين پژوهش، خصوصيات جريان عبوري از زير دريچه‌هاي كشويي و قطاعي در شرايط جريان آزاد و مستغرق با استفاده از معادلات انرژي و مومنتم و بهره‌گيري از نتايج آزمايشگاهي ساير پژوهش‌گران مطالعه شده است. در شرايط جريان آزاد، معادله‌اي براي تخمين ضريب افت انرژي دريچه ارايه و كاربرد آن در افزايش دقت برآورد ضريب دبي در شرايط جريان آزاد نشان داده شد. در شرايط جريان مستغرق نيز، معادله‌اي نظري براي تخمين ضريب دبي دريچه‌هاي كشويي و سه نوع دريچه قطاعي با لبه لاستيكي سخت، چوپوقي‌سان و لبه‌تيز گسترش داده و ديده شد در يك شرايط معين، مقدار گذردهي جريان از دريچه قطاعي با لبه لاستيكي سخت نسبت به نوع لبه‌تيز و نوع چوپوقي‌سان بيشتر است. متوسط ضريب افت انرژي هر سه نوع دريچه قطاعي در شرايط جريان مستغرق وابسته به نسبت ارتفاع محور به شعاع دريچه، تعيين و بر مبناي آن دقت معادله ضريب دبي بهبود يافت. با افزايش زاويه لبه دريچه، مقدار ضريب دبي در يك شرايط معين كاهش مي‌يابد. همچنين در يك شرايط معين، ميزان گذردهي جريان از هر سه نوع دريچه قطاعي بيشتر از دريچه‌هاي كشويي است. ديده شد استفاده از معادلات پيشنهادي ضريب دبي دريچه نوع لبه‌تيز براي دريچه‌هاي نوع لاستيكي سخت و چوپوقي‌سان سبب بروز خطاي قابل توجه، خواهد شد.

In this paper, the characteristics of free and submerged outflow from the sluice and radial gates were studied by using energy and momentum equations, and experimental data of other researchers. An equation has been given to approximate the energy loss of the gate along with its application in improving the accuracy of the discharge coefficient under free flow condition has been demonstrated. A theoretical equation is also developed for estimating the discharge coefficient of sluice gates and three types of radial gates, namely Hard-Rubber, Music Note, and Sharp, under submerged flow condition. It was observed that at a certain condition, the outflow from Hard-Rubber type radial gate is larger than Music Note and Sharp types. It was realized that the mean energy loss of these types of radial gates, under submerged flow condition, is dependent on the ratio of the axial height of the gate to its radius which was used to improve the discharge coefficient. Under a certain condition, it was observed that, the discharge coefficient would decrease if the angle of gate lip is increased. It was also observed that under certain circumstances, the outflow from three types of radial gates, is much larger than sluice gates. It is noteworthy to mention that the application of the developed equation for estimating the discharge coefficient of the Sharp radial gate for Hard-Rubber and Music Note types may cause considerable errors.