اثر شیب صفحه دریچه کشوئی بر ویژگی‌های هیدرولیکی آن
محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری
رسول ایلخانی پور زینالی
1
(
دانشجوی دکتری؛ گروه سازه‌های آبی؛ دانشکده مهندسی علوم آب؛ دانشگاه شهید چمران؛ اهواز؛ ایران
)
سید حبیب موسوی جهرمی
2
(
استاد؛ گروه سازه‌های آبی؛ دانشکده مهندسی علوم آب؛ دانشگاه شهید چمران؛ اهواز؛ ایران
)
سید محمود کاشفی پور دزفولی
3
(
استاد؛ گروه سازه‌های آبی؛ دانشکده مهندسی علوم آب؛ دانشگاه شهید چمران؛ اهواز؛ ایران
)
منوچهر فتحی مقدم
4
(
استاد؛ گروه سازه‌های آبی؛ دانشکده مهندسی علوم آب؛ دانشگاه شهید چمران؛ اهواز؛ ایران
)
کلید واژه: دریچه آویخته, دریچه قطاعی, شیب دریچه کشوئی, ضریب فشردگی,
چکیده مقاله :
شیب صفحه دریچه کشوئی نقش بسزائی در ویژگی‌های هیدرولیکی آن دارد. تاکنون اثر شیب صفحه دریچه بر ویژگی‌های هیدرولیکی آن بصورت نظری بررسی نگردیده است. با انجام این بررسی می‌توان برای تغییر مشخصه‌های دبی با تغییر زاویه شیب صفحه دریچه کشوئی روابط نظری استخراج نمود. این روابط را می‌توان برای دریچه‌های قطاعی و آویخته تعمیم داده و به جای روابط طولانی و پیچیده تجربی و آنالیز ابعادی، از روابط ساده نظری استفاده نمود. در همین راستا، برای ایجاد ارتباط بین انرژی‌های مخصوص جریان در بالادست و پائین‌دست دریچه‌های کشوئی قائم و مایل در کانال‌های مستطیلی تحت شرایط جریان روزنه‌ای آزاد از رابطه اولر استفاده گردید. در رابطه اولر، زاویه مؤلفه نیروی ثقل در امتداد خط جریان برابر زاویه شیب صفحه دریچه در نظر گرفته شد. نسبت انرژی مخصوص جریان در دریچه کشوئی مایل به انرژی مخصوص در دریچه کشوئی قائم به‌صورت تابعی از زاویه شیب صفحه دریچه به‌دست آمد. این رابطه برای شیب‌های منفی صفحه دریچه صادق می‌باشد. اعتبار رابطه نظری نسبت عمق‌های آب در مقطع فشرده جریان در پائین‌دست دریچه‌ها، با اندازه گیری‌های آزمایشگاهی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که بین رابطه نظری پیشنهادی و داده‌های آزمایشگاهی همخوانی بسیار بالایی وجود دارد. همچنین، روابطی برای تغییرات ضریب فشردگی و ضریب تخلیه دریچه کشوئی با تغییر زاویه شیب آن ارائه گردید. رابطه نظری پیشنهادی برای ضریب فشردگی، به دریچه‌های قطاعی و همچنین دریچه‌های آویخته تعمیم داده شد.
Gate plate slope has an important role on hydraulic characteristics of sluice gates. In the previous studies, the influence of gate plate slope on hydraulic characteristics of sluice gates has not investigated theoretically. By applying the results of this theoretical study, the theoretical relations for discharge characteristics of sluice gates will be obtained depend on the gate plate slope. These theoretical and simple relations can be used to radial and top hinged flap gates, instead of long and complicated empirical and dimensional analyses-based equations. In this order, Euler’s equation was used to relate the specific energy of inclined sluice gate with specific energy of vertical sluice gate in rectangular channels under free orifice-flow condition. The gate plate slope was considered in the streamwise component of the gravitational acceleration in Euler’s equation. The ratio of inclined to vertical sluice gates specific energies obtained depends on the gate plate slope. The equation allows for the gate plate inclinations into the upstream pool. By applying the relation for specific energies ratio along the surface streamline, the water depths ratio at the vena contracta obtained depends on the gate plate slope with assuming negligible energy loss and approach velocities. Experimental data were used to validate the proposed equation for water depths ratio at the vena contracta, which showed good agreement with the measured values. Also, other equations presented for contraction and discharge coefficients variation with the gate plate slope. The proposed relation for contraction coefficient developed to radial and top hinged flap gates.