رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
نشریه علمی

تحلیل عملکرد هیدرولیکی دریچه میان لولایی در حالت سرریز و دریچه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سمیرا سلامتی
محسن مسعودیان

گروه مهندسی آب، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران

https://doi.org/10.22034/nawee.2025.484734.1111
چکیده
هدف: دریچه‌ها سازه‌هایی هستند که برای تنظیم دبی و یا سطح آب استفاده می‌شوند. دریچه میان لولایی با چرخش حول لولای خود می‌تواند به صورت سرریز، دریچه و یا ترکیب سرریز- دریچه عمل کند.
مواد و روش: در این تحقیق عملکرد هیدرولیکی دریچه میان لولایی در سه حالت با استفاده از مدل آزمایشگاهی مورد تحلیل قرار گرفته است. مدل سازه دریچه میان‌لولایی از دو قسمت مساوی بدون فشردگی جانبی ساخته شده که حول لولای مرکزی دوران می‌کند. آزمایش‌ها درکانالی مستطیلی و بدون شیب به طول 7/3 متر و عرض 14 سانتی‌متر انجام شد.
یافته‌ها: نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که در حالت سرریز زمانی که تیغه در نیمه بالایی چرخش دارد، در زوایای تیز (30 درجه) چرخش به سمت پایین دست در یک ارتفاع آب بالادست ثابت، به طور میانگین 17/3 درصد دبی بیشتری از خود عبور می‌کند و هرچه زاویه بیشتر ‌شود جهت چرخش به سمت بالادست یا پایین دست تأثیر زیادی بر میزان تغییرات دبی ندارد. در حالت دریچه در یک ارتفاع آب بالادست ثابت، از زاویه 90 درجه به بعد، هم زاویه و هم جهت چرخش تاثیری بر دبی عبوری ندارد. همچنین در حالت سرریز- دریچه، در یک ارتفاع آب ثابت، افزایش زاویه در حالت سرریز (زاویه دریچه 30درجه و زاویه سرریز از 30 درجه به 45 درجه افزایش یابد) نسبت به همان میزان افزایش در حالت دریچه (زاویه سرریز 30درجه و زاویه دریچه از 30 درجه به 45 درجه افزایش یابد)، 48/6 درصد دبی کمتری از خود عبور می‌دهد.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در حالت سرریز، زمانی که تیغه در نیمه بالایی و در پایین‌دست می‌چرخد، شرایط هیدرولیکی بهتری ایجاد می‌کند. در حالت دریچه، زاویه چرخش به سمت بالادست باعث افزایش دبی جریان می‌شود، زیرا افت کمتری نسبت به زاویه چرخش به سمت پایین‌دست وجود دارد. در حالت سرریز- دریچه نیز می‌توان گفت، در یک ارتفاع آب ثابت، اثر دریچه، از سرریز بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

دریچه لولایی ‌
میان‌لولایی
ضریب دبی
سرریز-دریچه

عنوان مقاله English

Analysis of the Hydraulic Performance of a Middle-Hinged Gate in Weir and Gate Modes

نویسندگان English

samira salamati
mohsen masoudian
Department of Water Engineering, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Mazandaran, Iran.
چکیده English

Gates are devices used to regulate flow rates or water levels. A middle-hinged gate can operate as a weir, a gate, or a combination of both by rotating around its hinge. This study analyzes the hydraulic performance of the middle-hinged gate in three modes using a laboratory model. The structure of the middle-hinged gate model is constructed from two equal parts without lateral compression, rotating around a central hinge. Experiments were conducted in a rectangular, non-sloping channel measuring 3.7 meters in length and 14 centimeters in width. The experimental results indicate that in the weir mode, when the blade rotates in the upper half, at sharp angles (30 degrees), with rotating downstream at a constant upstream water height, an average of 3.17% more discharge passes through it. As the angle increases, the direction of rotation (upstream or downstream) has little effect on flow rate changes. In the gate mode, at a constant upstream water height, after an angle of 90 degrees, both the angle and the direction of rotation do not affect the discharge. Additionally, in the weir-gate mode, at a constant water height, an increase in angle in the weir (the gate angle is 30° and the weir angle increases from 30° to 45°) has 48.6% less discharge than the same increase in the gate mode (the weir angle is 30° and the gate angle increases from 30° to 45).

کلیدواژه‌ها English

Hinged Gate
middle-hinged
discharge coefficient
Weir-gate
ایلخانی‌پور‌ زینالی، ر.، موسوی جهرمی، س. ح.، کاشفی‌پور دزفولی، س. م.، فتحی‌مقدم، م. 1394. اثر شیب صفحه دریچه کشویی بر ویژگی‌های هیدرولیکی، فصلنامه حفاظت منابع آب و خاک، 4(4)، 1-10.
تقوی، ن. و آذرپیوند، ح. 1396. بررسی عملکرد دریچه‌های قوسی داده‌های میدانی در حالت جریان مستغرق با رابطه بدون بعد (مطالعه موردی: شبکه‌های آبیاری بهبهان)، چهارمین کنفرانس ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار ایران، تهران.
شاهرخ‌نیا، ع. م.، جوان، م. 1384. برآورد ضریب دبی جریان در دریچه‌های قوسی، مجله هیدرولیک، 1(1)، 1-11.
فرزین، س.، کرمی، ح.، یحیوی، ف. و نیر، ش. 1397. بررسی عددی مشخصات هیدرولیکی جریان اطراف سرریز لبه تیز قائم و مورب با شبیه سازی در نرم افزار Flow3D، پژوهش‌های زیرساخت‌های عمرانی، 4(1)، 15-24.
مسعودیان، م.؛ فندرسکی، ر.، قره‌گزلو، م. 1392. دریچه لولایی تنظیم کننده سطح آب، شماره ثبت 81544.
منعم، م. ج. و کیاپاشا، م. ص. 1388. توسعه و ارزیابی مدل سیستم کنترل خودکار بالادست فازی در کانال آبیاری، مجله پژوهش آب ایران، 3(4)، 41-50.
نورسته، ر.، منعم، م. ج. 1390. توسعه و آزمون مدل سیستم کنترل خودکار بالادست فازی در سازه سرریز لولایی در مقیاس آزمایشگاهی، دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه گیلان.
 
Azimfar, S. M., Hosseini, S. A., Khosrojerrdi, A. 2018. Derivation of discharge coefficient of a pivot weir under free and submergence flow conditions. Flow Measurement and Instrumentation, 59, 45–510
Farzin, S., Karami, H., Yahyavi, F., Nayyer, SH. 2018. Numerical study of hydraulic characteristics around the vertical and diagonal sharp crested weirs using Flow3D simulation, Civil Infrastructure Researches, 4(1): 15-24 (In Persian)
Ilkhanipour Zeynali1, R., Mousavi Jahromi, S.H., Kashefipour Dezfouli, S.M., Fathi Moghadam, M. 2015. Influence of gate plate slope on hydraulic characteristics of sluice gates, Journal of water and soil resources conservation, 4(4): 1-10 (In Persian)
Khatamipour, B., Kavianpour, M., Khosrojerdi, A., GhodsiHassanabad, M. 2022. Numerical study of flow characteristics over pivot weirs, Journal of Hydraulic Structures, 8(3): 17-32.
Khatamipour, B., Khosrojerdi, A., Kavianpour, M., GhodsiHassanabad, M. 2023. Simulation of the Hydraulic Performance of Parallel Pivot Weirs with Different Angles, Journal of Applied Fluid Mechanics,16(10): 2019-2029
Masoudian, M., Fendereski, R., Gharegezlou, M. 2013. Water Level Control Hinged Gate. registration number 81544 (In Persian).
Momem, M.J, Kiapasha, M.S. 2009. Development and Evaluation of an Upstream Fuzzy Control System Model for Irrigation Canals. Iranian Water Research Journal, 3(4): 41-50 (In Persian).
Noraste, R., Monem, M.J. 2011. Development and Evaluation of an Upstream Fuzzy Control System Model for hinged weir structure in the laboratory scale. In 10th Iranian hydraulic conference, Gilan university, Rasht, Iran (In Persian).
Shisha prakash, M. N.; Ananthayya, M.B., Kovoor, G. M. 2011. Inclined rectangular weir-flow modeling, Open access e-Journal, Earth Science India. Vol. 4(II): 67.57.
Shahrokhnia, M.A., Javan, M. 2005. Estimation of Discharge Coefficients in Radial Gates. Journal of Hydraulics, 1(1): 1-12 (In Persian).
Taghavi, N., Azarpeyvand, H. 2017. Investigation of the Performance of Arc Gate Field Data in Submerged Flow Mode with Dimensionless Relationship (Case Study: Behbahan Irrigation Networks). The 4th National Conference on Civil Engineering and Sustainable Development of Iran, Tehran (In Persian).
رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
دوره 4، شماره 1
فروردین 1404
صفحه 40-53

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما