جریان عبوری از زیر دریچه ی کشویی در کانال های مستطیلی با عرض متفاوت

دریچه های هیدرولیکی سازه های متحرکی هستند که به منظور قطع و وصل جریان، تنظیم دبی و تنظیم سطح آب مورد استفاده قرار می گیرند. از بین انواع دریچه ها، دریچه های کشویی به دلیل سهولت در ساخت و بهره برداری، دارای کاربرد وسیعی در کارهای آبی هستند. تاکنون تحقیقات زیادی بر روی دریچه ها ی کشویی با عرض کانال یکسان در بالادست و پایین دست دریچه انجام شده است.در تحقیق حاضر خصوصیات جریان از زیر دریچه ی کشویی در حالتی که عرض کانال پایین دست دریچه کمتر از عرض کانال بالادست دریچه است، تحلیل و بررسی شد. 193 آزمایش بر روی 3 مدل آزمایشگاهی با عرض 300، 240 و 200 میلیمتر در پایین دست دریچه و عرض 405 میلیمتر در بالادست دریچه انجام شد. با استفاده از 3 معادله ی اساسی سیالات شامل معادلات انرژی، اندازه حرکت و پیوستگی، 4 روش برای تخمین دبی جریان آزاد و جریان مستغرق ارایه شد. با استفاده از برازش چند متغیره ی غیر خطی داده های آزمایشگاهی، ضرایب دبی جریان به منظور دقیق تر کردن این روابط بدست آمد. در تمامی روابط ارایه شده از متغیرهایی استفاده شد که به راحتی و با دقت مناسب قابل اندازه گیری هستند. بنابراین روابط ارایه شده قابل استفاده در موارد عملی هستند. برای نشان دادن تطابق روابط ارایه شده با نتایج حاصل از داده های آزمایشگاهی، پارامترهای آماری میانگین خطای مطلق و ماکزیمم خطای مطلق محاسبه گردید. میانگین خطای مطلق تخمین دبی در تمامی روش های ارایه شده، برای جریان آزاد و مستغرق به ترتیب کمتر از 6/1 و 9/2 درصد بدست آمد. از بین روابط ارایه شده، رابطه ی حاصل از نوشتن معادله ی اندازه حرکت بین مقطع بالادست دریچه ی کشویی و مقطع فشردگی جریان در هر دو حالت آزاد و مستغرق، بهترین دقت را در محاسبه ی دبی جریان داشت. در تحقیق حاضر با استفاده از داده های آزمایشگاهی، روابط بی بعدی به منظور تخمین محل تشکیل گرداب های بالادست دریچه ی کشویی بدست آمد. این گرداب ها بر اساس شکل ظاهری به سه دسته تقسیم شدند و شرایطی که باعث ایجاد هر نوع گرداب و یا عدم تشکیل گرداب می شود، بررسی شد. در پایین دست دریچه ی کشویی مدل آزمایشگاهی، پدیده ی انقباض جریان خروجی اتفاق می افتد که روابط بی بعدی نیز به منظور تعیین پلان جریان خروجی از زیر دریچه ارایه شد.