مدل‌سازی عددی عملکرد شیر خودکار کنترل دبی برای محدوده هد کانال‌های روباز و شبکه‌های کم‌فشار

شیرهای خودکار کنترل جریان یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های انتقال، توزیع و تحویل آب هستند. شیرهای خودکار کنترل دبی معمولاً برای هدهای متداول در شبکههای توزیع تحت فشار طراحی میشوند. در این پژوهش یک سازه جدید برای کنترل جریان در آبگیر مزارع طراحی شده که شامل یک شیر خودکار کنترل دبی برای هدهای کم است. پس از آزمون عملکرد این شیر در آزمایشگاه، مدل‌سازی عددی آن توسط نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام گرفته است. این مدل‌سازی عددی زمینه‌ساز توسعه کم‌هزینه شیر خودکار کنترل دبی برای بهره‌برداری در محدوده گسترده‌تری از اختلاف فشار و دبی خواهد شد. با توجه به متحرک بودن اجزای داخلی این شیر کنترل، شبیه‌سازی عددی پویای آن از پیچیدگی‌های خاص برخوردار است و نیازمند بهکارگیری شبکه دینامیک است که اجرای آن بسیار زمانبر است. در این پژوهش برای کاهش زمان مدل‌سازی پویا، فرضیات مرسوم ساده‌سازی هندسه به کار گرفته شده و اثرات آن بر نتایج گزارش شده است. نتایج نشان داد که حذف محور هادی شیر از هندسه ضمن ایجاد سهولت بسیار در مدل‌سازی پویا و کاهش هزینه زمانی محاسبات، خطای سیستماتیک یک‌طرفه برآورد دبی به میزان 2.7 تا 4.9 درصد ایجاد می‌کند. از آنجا که جهت خطای برآورد دبی یک‌طرفه بوده، رابطه تعدیل نتایج برای آن ارائه و گزارش شده است.

numerical modelling of automatic discharge control valve performance for open channel and low-head networks

automatic flow control valves are one of the most important parts of the conveyance, distribution, and volumetric water delivery. automatic flow control valves are usually designed for common heads in pressurized distribution networks. in this study, a new structure has been designed for farm use to control the flow which is applied in low operation heads. a numerical simulation by ansys fluent was carried out after a performance examination in the laboratory. this numerical modeling will lay the groundwork for the low-cost development of the automatic flow control valve for operating in a wide range of heads and flow rates. due to the mobility of the internal components of this control valve, its dynamic simulations are complex and require the use of a dynamic mesh, which is very time-consuming to implement. in this research, to reduce the time of dynamic simulation, conventional assumption is considered to simplify the flow field geometry and its results are reported based on the results. the results show that excluding a guide rod from geometry, whilst facilitate dynamic simulation and decrease simulation time, also leads to a one-sided systematic error ranging from 2.7 to 4.9 percent. since the direction of the discharge estimation error is one-sided, the correlation relationship of the results was presented and reported in this study.