تخمين بده عبوري از دريچه آويخته در كانال هاي مستطيلي تحت جريان آزاد و مستغرق بر پايۀ كاربرد معادلات انرژي و مومنتم

Discharge Estimation from Flap Gates in Rectangular Canals under Free and Submerged Flow

دريچه هاي آويخته، سازه­ هاي اندازه­ گيري در كانال­ هاي آبياري و از موارد مهندسي هيدروليك هستند كه به­ دليل ناكافي بودن مطالعات در زمينۀ هيدروليك حاكم بر آنها و همچنين نوع دريچه ­ها، نياز به بررسي و مطالعه دارند تا بتوان آنها را به ­عنوان سازۀ اندازه­ گيري جريان توصيه كرد. اين سازه ­ها از نظر اقتصادي مقرون به­ صرفه­ اند و بدون نياز به هزينۀ زياد يا فناوري پيچيده مي­توان آنها را ساخت، نصب­كرد، به سادگي به كار برد، و از آنها بهره­ برداري كرد. در اين تحقيق، براي تخمين بده عبوري از دريچه­ هاي آويختۀ تحت جريان آزاد و مستغرق در كانال­هاي مستطيلي، با استفاده از روش­هاي رگرسيوني و تحليلي، معادلاتي توسعه داده شده­اند كه شامل روش سادۀ تجربي و تركيبي از معادلات انرژي و مومنتم است. معادلات استخراج شده با استفاده از داده ­هاي آزمايشگاهي واسنجي شدند كه متوسط خطاي نسبي معادلات ارائه شده در تخمين بده براي رژيم جريان آزاد بين 1/58 تا 1/91درصد و براي رژيم جريان مستغرق از3/5 تا 3/79 درصد است. همچنين، با استفاده از روش تحليلي انرژي و مومنتم، نمودار­هاي عمومي براي تخمين ضريب بده براي هر دو شرايط جريان ارائه شده ­اند.

Flap gates are used to measure the flow in canal and are considered as a hydraulic engineering topic, which lacks enough attention so far. Use of flap gate as a measuring tool requires extended studies in order to be recommends as a measuring device for different types of gates. The structures could provide an acceptable economic condition in flow measurement applications where, low costs of manufacturing, installation, and operation could be achieved. This paper presents the discharge estimation from flap gates in rectangular canals under free and submerged flow conditions by using regression and analytical techniques. The derived discharge equations are resulted from the combination of energy and momentum equations. The suggested equations were validated by means of experimental observations, which showed an average error of 1.06% to 1.91% at free flow and 2.28% to 5.26% for submerged flow conditions. The paper also presents some diagrams for estimating the discharge coefficient of flap gates in both flow conditions.