توسعه روشی نوین جهت تخمین ضریب دبی دریچه‌های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق

اندازه­گیری دبی جریان با استفاده از دریچه­های کشویی از مسائل کلاسیک در علم هیدرولیک محسوب می­شود. تحقیق حاضر، با استفاده از رابطه بقای انرژی، روشی نوین برای تخمین ضریب دبی دریچه­های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق، ارائه می­کند. این روش ضریب دبی دریچه را، به­صورت تابعی از عمق آب در بالادست دریچه و قرائت مانومترهای نصب شده در کف مقطع دریچه و مستقل از شرایط جریان، بازشدگی دریچه و عمق پایاب، به­دست می­دهد. به­منظور ارزیابی قابلیت کاربرد رابطه پیشنهادی در این تحقیق در تخمین دبی، از نتایج 418 سری اندازه­گیری آزمایشگاهی بر روی دو دریچه کشویی با عرض­های 25 و 40 سانتی­متر به تفکیک جریان آزاد و مستغرق و در شرایط حضور و عدم حضور بلوک­های پایاب استفاده گردید. به­جهت عدم وابستگی ضریب دبی به عمق پایاب، این روش از مزیت­های عمده­ای چون تخمین پیوسته در شرایط جریان آزاد و مستغرق بر اساس یک معادله واحد و دقت بالاتر در دامنه استغراق­های کمتر برخوردار است. همچنین عدم نیاز به آستانه استغراق دریچه موجب سهولت کاربرد این روش در برآورد دبی جریان با حضور بلوک­های مانع­دار در حوضچه­های آرامش می­شود. نتایج نشان داد دخالت ضریب افت انرژی در رابطه پیشنهادی سبب کاهش متوسط قدرمطلق خطای نسبی در حدود 4/0 درصد و 6/2 درصد به­ترتیب برای شرایط جریان آزاد و مستغرق می­شود. همچنین رابطه پیشنهادی در شرایط جریان مستغرق دارای خطای نسبی تا حدود 5- درصد است. با این­وجود، روش پیشنهادی حساسیت قابل­توجهی به فشار مانومتری زیر دریچه، به­ویژه در محدوده استغراق بیشتر دارد.