بررسی تاثیر آستانه بر جریان عبوری از دریچه قطاعی در شرایط آزاد

دریچه های قطاعی به منظور کنترل سطح آب و اندازه گیری دبی در شبکه های آبیاری استفاده می شوند. دقت دبی عبوری از دریچه ها و یا دقت تنظیم سطح آب به تخمین ضریب دبی سازه بستگی دارد. ضریب دبی در شرایط بدون آستانه به میزان بازشدگی دریچه و عمق آب بالادست بستگی دارد. ایجاد آستانه در زیر دریچه بر ضریب آبگذری سازه تاثیر می گذارد که این موضوع کمتر توسط محققین ارزیابی شده است. بررسی اثر شکل، ارتفاع و موقعیت آستانه بر ضریب دبی دریچه قطاعی از اهداف اصلی این پژوهش است. در این تحقیق جریان عبوری از دریچه توسط مدل فلوتردی شبیه سازی شد و عمق آب در بالادست دریچه و همچنین ضریب دبی توسط نرم افزار محاسبه و با داده های آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی شد. حداکثر خطای مدل عددی در محاسبه عمق آب و ضریب دبی دریچه به ترتیب 5 و 3 درصد است که نشان دهنده دقت مناسب مدل می باشد. به منظور بررسی تاثیر مشخصات آستانه بر جریان، از آستانه مستطیلی و نیم دایره ای با ارتفاع های مختلف استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که احداث آستانه باعث افزایش ضریب دبی می شود که ارتفاع و شکل آستانه مهمترین عامل افزایش آن می باشد. در آستانه مستطیلی و نیم دایره ای در حالتی که نسبت ارتفاع آستانه به بازشدگی دریچه برابر 2 است، ضریب دبی دریچه قطاعی حداکثر و به ترتیب 7/2 و 3/13 درصد بیش از حالت بدون آستانه است. در این پژوهش به منظور تصحیح ضریب دبی دریچه قطاعی با آستانه روابطی برای آستانه مستطیلی و نیم دایره ای ارایه شد که حداکثر خطای آن 3 درصد است.