بررسی عددی عملکرد دریچه‌های کشویی متوالی در تنظیم دبی جریان در کانال‌ها

دریچه‌های متوالی با هدف تحویل مقدار نسبتاً ثابت دبی جریان برای دامنه‌ای از تغییرات سطح آب در بالادست کانال‌های توزیع آب، بکار برده می‌شوند. در این تحقیق با استفاده از نرم‌افزار flow3d جریان از دریچه‌های متوالی در 4 مدل متفاوت برای 5 عمق جریان ورودی شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفت. با مقایسهنتایج عددی و آزمایشگاهی ملاحظه گردید تفاوت دبی‌های خروجی همواره کمتر از 10 درصد بوده است. بنابراین دقت شبیه‌سازی مدل قابل قبول است. پس از صحت‌سنجی مدل، دبی خروجی برای مدل‌ها محاسبه و با مقدار دبی طراحی مقایسه شد. مقایسه دبی خروجی مدل‌ها با دبی طراحی نشان داد در همه‌ حالت‌های مورد بررسی، در حدود 8 درصد اختلاف وجود دارد. بنابراین سازه دریچه‌های متوالی در تحویل دبی جریان تقریباً ثابت به ازای تغییرات عمق آب در بالادست کانال با دقت قابل قبولی عمل می‌کند .همچنین بررسی میزان استهلاک انرژی در مدل‌ها نشان داد برای حالتی که تنها دریچه اول فعال است، اتلاف انرژی قابل صرف نظر کردن می‌باشد. ولی با افزایش عمق جریان ورودی و فعال شدن دریچه‌های بعدی، میزان استهلاک انرژی ناشی از جریان از دریچه‌های متوالی افزایش یافته و به حدود 15 تا 22 درصد می‌رسد. بنابراین این سازه علاوه بر تنظیم دقیق جریان، در استهلاک انرژی برای عمق‌های زیاد جریان ورودی نیز موثر می‌باشد.

Numerical Investigation of the Successive Sluice Gates Performance in Regulating Flow Rate through Channels Using Flow3D Software

< p >Successive sluice gates are utilized to deliver a relatively constant amount of flow rate for a range of water levels variations at the upstream of the water distribution channels. In this study, the flow through successive sluice gates in four different models with five input flow depths were simulated and investigated using FLOW3D software. Comparison between the numerical and experimental results indicated that the differences of the output flow rates were less than 10%. Therefore, the accuracy of simulated models was desirable. After validation of models, the output flow rate was calculated for each model and compared with design flow rate. Comparing the output flow rates of models with the design flow rate indicated that in the all investigated cases, there was an approximate difference of 8 percent. Therefore, the successive sluice gates showed acceptable accuracy in delivery of constant flow rate during variation of water depth at upstream of the channel. Also, the evaluation of energy dissipation in the models showed that the energy dissipation was negligible when just the first gate was active. But by increasing the depth of input flow and utilization of the next gates, the rate of energy dissipation caused by the flow through successive sluice gates was increased to about 1522 percent. Therefore, in addition to precise flow regulation, this structure was also effective in energy dissipation if input flow depths was high.