بررسی خصوصیات هیدرولیکی مدل ترکیبی سرریز-دریچه

سازه ها و روش های متعددی برای اندازه گیری دبی جریان در کانال های آبیاری وجود دارد که در بین آنها سرریز های لبه تیز و دریچه های کشویی کاربرد بیشتری در اندازه گیری و کنترل جریان در کانال های روباز دارند. برای کاهش نقاط ضعف سرریز و دریچه، آنها می توانند در یک سازه هیدرولیکی با هم ترکیب شده و ترکیبی از جریان روی سرریز و زیر دریچه را از خود عبور دهند. در این مطالعه، خصوصیات مدل هیدرولیکی سرریز- دریچه نظیرضریب دبی جریان و پارامترهای موثر بر جریان ترکیبی مورد بررسی قرار می گیرد. مجموعاً تعداد 38 مدل آزمایشگاهی در 5 گروه متفاوت از لحاظ شکل مقطع ساخته شده و در کانال آزمایشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان با دو شکل مقطع مختلف مستطیلی و دایره ای مورد آزمایش قرار گرفت. هر کدام از مدل ها در کانال مستطیلی در سه حالت جریان مورد آزمایش قرار گرفتند الف) حالت جریان آزاد ب) جریان آزاد از روی سرریز و جریان مستغرق از زیر دریچه ج) حالت جریان مستغرق. نتایج آزمایشگاهی برای مدل ترکیبی (در تمامی حالت های جریان) نشان می دهد با افزایش پارامتر بی بعد شده ارتفاع آب در بالادست، مقدار ضریب دبی افزایش می یابد و ضریب دبی حالت مستغرق کمتر از حالت آزاد می باشد. همچنین برای برآورد مقدار جریان عبوری از مدل ها، سه روش مختلف استفاده گردید. در روش اول با فرض ضریب دبی یکسان برای سرریز و دریچه، مقدار جریان عبوری از ترکیب روابط متداول موجود برای سرریز و دریچه بدست آمد. در روش دوم، مقطع کنترل با عمق بحرانی روی تاج سرریز فرض گردیده و با استفاده از رابطه مومنتوم مقدار دبی جریان محاسبه شد. در روش سوم جریان ترکیبی عبوری از مدل با جریان از زیر دریچه شبیه سازی گردید. مقادیر بدست آمده از روش ها با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده و از متوسط و واریانس درصد خطای نسبی برای ارزیابی دقت مدل ها استفاده گردید. این مقایسه نشان می دهد تمامی مدل ها به خوبی توانایی برآورد دبی جریان ترکیبی را دارا بوده و از بین آنها مدل اول بهترین مدل با کمترین خطا می باشد. مدل ها در کانال دایره ای در حالت جریان آزاد و به صورت انتهایی مورد آزمایش قرار گرفتند و از روش اول ذکر شده در بالا برای برآورد دبی جریان در آنها استفاده گردید و مقادیر بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خوبی داشته و میزان خطای نسبی در بیشترین حالت در بازه اطمینان 95% کمتر از 5%± می باشد.