بررسی آزمایشگاهی تاثیر آستانه بر ضریب دبی دریچه قطاعی

دریچه ها سازه هایی هستند که برای قطع و وصل جریان، تنظیم دبی و یا تنظیم سطح آب بکار می روند. دریچه های زیر- گذر یکی از انواع دریچه ها می باشد. در این دریچه ها حرکت آب از زیر دریچه صورت پذیرفته، تنظیم وکنترل براساس میزان بازشدگی از پایین انجام می گیرد. هیدرولیک این گونه دریچه ها تحت دو عنوان «جریان خروجی آزاد» و «جریان خروجی مستغرق» می تواند مورد بررسی قرار گیرد. از پرکاربردترین این نوع دریچه ها، دریچه قطاعی می باشد. دریچه قطاعی به شکل قوسی از دایره و دارای یک شعاع مشخص است و محور(مرکز) آن نسبت به کف کانال دارای فاصله است. تحقیقات نشان می دهد که ضریب دبی تابعی از عوامل بی بعد مانند نسبت ارتفاع آب بالادست به ارتفاع بازشدگی دریچه، نسبت شعاع دریچه به فاصله محور دریچه تا کف کانال و غیره می باشد. در تحقیق حاضر مدل فیزیکی دریچه قطاعی و آستانه در کانالی به طول 6 متر، عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 50 سانتی متر در آزمایشگاه هیدرولیک، گروه مهندسی آب دانشگاه تبریز مورد بررسی قرار گرفت. مدل فیزیکی آستانه ها شامل آستانه های دایره ای، نیم دایره ای، مثلثی، مستطیلی و ذوزنقه ای بود. با استفاده از داده های آزمایشگاهی تاثیرآستانه بر روی ضریب دبی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که آستانه های دایره ای، نیم دایره ای و مثلثی در صورتی که همواره در زیر بازشدگی دریچه قطاعی قرار گیرد باعث افزایش ضریب دبی دریچه قطاعی می گردند و در بین آستانه های مذکور آستانه نیم دایره ای بیشترین تاثیر را بر ضریب دبی دریچه قطاعی دارد. این آستانه باعث افزایش30 درصدی ضریب دبی دریچه با آستانه نسبت به دریچه بدون آستانه می شود. همچنین در این آستانه ها بیشترین تاثیر آستانه زمانی است که نسبت بازشدگی به ارتفاع آستانه (g/z) برابر7/0 باشد. آستانه های مستطیلی و ذوزنقه ای همواره و برای هر بازشدگی دریچه باعث افزایش ضریب دبی می گردند. در این آستانه ها میزان افزایش ضریب دبی بستگی به نسبت طول آستانه به ارتفاع آستانه(l/z) دارد به طوری که در l/z های کمتر میزان ضریب دبی تا 25درصد بیشتر از ضریب دبی دریچه بدون آستانه است.