بررسی تاثیر شکل‌های مختلف هندسی آستانه بر ضریب دبی جریان دریچه کشویی عمودی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 Tabriz University, Agricultural faculty, Irrigation department

2 'گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

دریچه ها در سدها و کانال های آبیاری برای کنترل دبی و یا تنظیم سطح آب بکار می‌روند. برای تعیین دبی جریان از زیر دریچه‌ها نیاز به دانستن ضریب دبی می‌باشد. این تحقیق به بررسی تأثیر شکل آستانه در زیر دریچه کشویی عمودی بر ضریب دبی برای جریان آزاد می‌پردازد. هر دو پارامتر شکل آستانه و ارتفاع آستانه مورد مطالعه قرار می‌گیرند. شکل‌های آزمایش شده شامل آستانه‌های چندوجهی و غیر چندوجهی می‌باشد. بر اساس نتایج بدست آمده از شکل های آزمایش شده، آستانه دایره ای مؤثرترین شکل است و آستانه مثلثی از جمله بهترین آستانه‌های چندوجهی می‌باشد. آستانه دایره ای ضریب دبی را حداقل 23 درصد و حداکثر 31 درصد افزایش می‌دهد. همچنین علاوه بر شکل، ارتفاع آستانه نقش مهمی در ضریب دبی ایفا می‌کند. با استفاده از تحلیل ابعادی و تحلیل رگرسیون غیر خطی، معادله ای برای پیش بینی ضرایب دبی دریچه جریان آزاد بدون آستانه و دارای آستانه ارائه می‌گردد. معادله توسعه یافته موافق با نتایج تجربی و همچنین داده های منتشر شده از محققان دیگر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

  • Farzin Salmasi 1
  • Reza Norouzi Sarkarabad 2
2 Department of water engineering, Tabriz University, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Gates in dams and irrigation canals are used for control of discharge or water surface regulation. To determine the discharge under a gate, a 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 were investigated. The investigated shapes comprise polyhedral and non-polyhedral sills. The results showed that circular sill was the most effective and triangular sill was also the proper shape of polyhedral in increasing Cd. Circular sill increases Cd at least 23% up to a maximum of 31%. In addition to shape, sill height was also important in the determination of Cd. Using dimensionless parameters and regression analysis, an equation for prediction of Cd in free flow condition with and without sill was presented. The developed equation coincides with the published previous researches.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sluice gate
  • Discharge Coefficient
  • sill
  • free flow

مراجع

[1]   A.A. Alhamid, Coefficient of discharge for free flow sluice gates, J King Saud Univ, 11, (1999) 33-48.
[2]  H. Henry, Discussion of diffusion of submerged jets, Trans. Proc. ASCE. 115 (1950), 687-697.
[3]  F.M. Henderson, Open channel flow, New York, Macmillan Publishing Co. Inc, 1966.
[4]  N. Rajratnam, K. Subramanya, K., Flow equation for the sluice gate, Journal of Irrigation and Drainage Division, ASCE, 93 (4), (1967), 167-186.
[5]   N. Rajratnam, Free flow immediately below sluice gates, Journal of Hydraulics Division, ASCE, 103 (4),
(1997), 354-351.
[6]   P.K. Swamee, Sluice gate discharge equation, Journal of Irrigation and Drainage Division. ASCE, 118 (1), (1992) 57-60.
[7]   J. Ohatsu, Y. Yasuda, Characteristics of supercritical flow below sluice gate, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 120 (3), (1994) 332-346.
[8]  A.M. Negm, M. Abdellateef, T. Owais, Effect of under gate sill crest shape on the supercritical free flow characteristics, Proc. AEIC 93 Conference, 18. 21 Dec. 1993. Cairo. pp .230-241.
[9]   M.H. Golmohammadi, M.K. Beyrami, Estimation of discharge for free flow under sluice and radial gates, Water and sewage, 2 (2011) 94-101 (In Persian).
[10]H. Khalili Shayan, J. Farhoudi, R. Roshan, Estimation of discharge coefficient of flow from sluice and radial gates, Iranian Water Researches Journal, 9, (1.16), (2015) 153-167 (In Persian).
[11]  A. Barghi Khezerloo, H. Khalili Shayan, J. Farhoudi, A.R. Vatankhah, Developing a new method for estimating discharge coefficient of sluice gates under free and submerged flow conditions, Water and soil science, University of Tabriz, 26 (4.1) (2015) 207-221 (In Persian).
[12]   A.V. Shivapur, M.N. Shesha Prakash, Inclined sluice gate for flow measurement, ISH Journal of Hydraulic Engineering, 11 (1), (2005) 46-56.
[13]   A. Habibzadeh, A.R. Vatankhah,  N. Rajaratnam, Role of energy loss on discharge characteristics of sluice gates, Journal of Hydraulic Engineering, 137 (9), (2011) 1079-1084.
[14]   N. Nasehi Oskuyi, F. Salmasi, Vertical sluice gate discharge coefficient, Journal of Civil Engineering and Urbanism, 2 (3), (2012) 108-114.
[15]   N. Rajaratnam, J.A. Humphries, Free flow upstream of vertical sluice gates, Journal of Hydraulic Research, 20 (5), (1982) 427-437.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 52، شماره 1
فروردین 1399
صفحه 21-36

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار