تحلیل آبگذری و بازشدگی دریچه‌های قطاعی تحت شرایط جریان آزاد و مستغرق

بخش عمدۀ تحقیقات پیشین مرتبط با دریچه های قطاعی، بر ارائه روش هایی برای تخمین دبی عبوری از این سازه ها متمرکز است و تعیین بازشدگی دریچه ها به‌عنوان سازه های تنظیم به‌منظور عبور دبی خاص، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعۀ حاضر،معادلاتی نظری برای تعیین صریح دبی عبوری از دریچه های قطاعی (مسئله نوع اول) و نیز بازشدگی دریچه (مسئله نوع دوم) با مشخص بودن سایر پارامترها در هر مسئله و به تفکیک شرایط جریان آزاد و مستغرق بر پایۀ ترکیب معادلات انرژی و مومنتم ارائه می کند. در هر مسئله، معیارهایی برای تشخیص شرایط جریان معرفی شده است. به منظور واسنجی و صحت سنجی معادلات نظری پیشنهادی، از 2657 سری داده آزمایشگاهی روی سه نوع مختلف دریچۀ قطاعی استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که میانگین قدر مطلق خطای نسبی در تعیین دبی و بازشدگی دریچه های قطاعی از روش پیشنهادی به ترتیب 1.94 و 2.67 درصد است. همچنین، رویکرد پیشنهادی در تشخیص شرایط جریان، به طور متوسط در 99.6 و 98.8 درصد از موارد به ترتیب در تعیین دبی و بازشدگی، صحیح عمل شده است. نتایج بررسی‌ها همچنین نشان می دهد که با افزایش زاویۀ انحراف دریچۀ قطاعی و نیز افزایش نسبت محور به شعاع دریچه تمایل به استغراق، افزایش می یابد. همچنین دریچه لاستیکی سخت نیز نسبت به دو نوع دیگر در محدوده بیشتری به‌صورت آزاد عمل می کند.