توسعه روشی نوین جهت تخمین ضریب دبی دریچه‌های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق

اندازه گیری دبی جریان با استفاده از دریچه های کشویی از مسائل کلاسیک در علم هیدرولیک محسوب می شود. تحقیق حاضر، با استفاده از رابطه بقای انرژی، روشی نوین برای تخمین ضریب دبی دریچه های کشویی در شرایط جریان آزاد و مستغرق، ارائه می کند. این روش ضریب دبی دریچه را، به صورت تابعی از عمق آب در بالادست دریچه و قرائت مانومترهای نصب شده در کف مقطع دریچه و مستقل از شرایط جریان، بازشدگی دریچه و عمق پایاب، به دست می دهد. به منظور ارزیابی قابلیت کاربرد رابطه پیشنهادی در این تحقیق در تخمین دبی، از نتایج 418 سری اندازه گیری آزمایشگاهی بر روی دو دریچه کشویی با عرض های 25 و 40 سانتی متر به تفکیک جریان آزاد و مستغرق و در شرایط حضور و عدم حضور بلوک های پایاب استفاده گردید. به جهت عدم وابستگی ضریب دبی به عمق پایاب، این روش از مزیت های عمده ای چون تخمین پیوسته در شرایط جریان آزاد و مستغرق بر اساس یک معادله واحد و دقت بالاتر در دامنه استغراق های کمتر برخوردار است. همچنین عدم نیاز به آستانه استغراق دریچه موجب سهولت کاربرد این روش در برآورد دبی جریان با حضور بلوک های مانع دار در حوضچه های آرامش می شود. نتایج نشان داد دخالت ضریب افت انرژی در رابطه پیشنهادی سبب کاهش متوسط قدرمطلق خطای نسبی در حدود 0.4 درصد و 2.6 درصد به ترتیب برای شرایط جریان آزاد و مستغرق می شود. همچنین رابطه پیشنهادی در شرایط جریان مستغرق دارای خطای نسبی تا حدود 5 درصد است. با این وجود، روش پیشنهادی حساسیت قابل توجهی به فشار مانومتری زیر دریچه، به ویژه در محدوده استغراق بیشتر دارد.