بررسی کارآیی دریچه پروانه‌ای، کنترل و اندازه‌گیری جریان در کانال‌های نیم‌دایره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان

2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب ، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان

3 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

4 گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی, دانشگاه لرستان، خرم آباد، لرستان

10.22125/iwe.2020.120713

چکیده

در این پژوهش به منظور کنترل و اندازه‌گیری جریان در کانالت­ها که معمولاً مقطع نیم‌بیضی و یا نیم‌دایره دارند سازه جدیدی به نام دریچه پروانه‌ای معرفی شده است. به همین منظور عملکرد هیدرولیکی این دریچه و تأثیر پارامترهای دبی جریان و زاویه بازشدگی دریچه بر عمق جریان در یک کانال نیم‌دایره‌ای بررسی شده است. در این پژوهش با استفاده از یک سامانه جمع آوری و ثبت داده های فشار در نقاط مختلف کانال، عمق جریان تعیین شده و ضمن ارائه منحنی‌های دبی-اشل این نوع دریچه برای زوایای بازشدگی مختلف، دو روش­ برای محاسبه دبی جریان عبوری از دریچه پروانه‌ای ارائه ‌شده است که عبارتند از روش تفکیکی هر زاویه و روش تجمیع داده‌ها که دقت این روش­ها با استفاده از شاخص­های آماری مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد که هر دو روش با دقت بالای 95 درصد قادر به برآورد دبی عبوری از کانال می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Efficiency the Butterfly Gate as a Structure for Control and Flow Measurement in Semicircular Canals

نویسندگان [English]

  • Awa marashi 1
  • Hojjat allah Yonesi 2
  • Saleh Koochakzadeh 3
  • Hassan Torabi podeh 4
1 Water Eng. dep. of lorestan university
2 water Eng. agriculture faculty of lorestan university
3
4 Ph.D. Student In Water Structure of Lorestan University, Khorramabad, Iran
چکیده [English]

In this study, a new structure called that the butterfly gate is introduced to control and measure the flow in canals, which is usually a parabolic or semicircular cross section. For this purpose, the hydraulic performance of this gate and the effect of flow parameters and gate opening angle on the flow depth have been investigated in a semicircular canal.  Also in this study, with using a data collection system and recording of the pressure data at different point in canal determined the depth flow while providing the stage-discharge relationship curves for different opening angles, two methods are presented for estimation of flow discharge through the butterfly gate. This estimation can be used both as a separation technique of each angle and as a data aggregation technique. The precision of these methods have been evaluated by using the statistical indices. The results show that, the each method with a high accuracy 95% can estimate the discharge through in canal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Prefabricated canal
  • Butterfly gate
  • Stage-discharge relationship
  • Angle of opening

مراجع

Belaud,G., L. Cassan, and J. P. Baume. 2009. Calculation of Contraction Coefficient under Sluice Gates and Application to Discharge Measurement. Journal of Hydraulic Engineering, 135 (12): 1086-1091.
Benjamin, T. B. 1956. On the flow in channels when rigid obstacles are placed in the stream. Journal of Fluid Mechanics, 1: 227–248.
Bos, M. G. 1976. Discharge measurement structures. (ILRI Publication; Vol. 20). Wageningen: International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI).
Daneshfaraz, R., Ghahramanzadeh, A., Ghaderi, A., Rezazadeh Joudi, A. and Abraham, J. 2016. Investigation the effect of edge shape on characteristics of flow under vertical gates, Journal American Water Works Association, 108(8): 425-432
Del Toro A., M. Johnson and R.E. Spall. 2015. Computational fluid dynamics investigation of butterfly valve performance factors, Journal American Water Works Association,107(5): 243-254.
Ferro, V. 2000. Simultaneous flow over and under a gate. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. ASCE.126 (3): 190-193.
Henderson, F. M. 1966. Open channel flow, Macmillan, New York, 522 pp.
Henderson, A.D.; J.E.Sergison, G.J.Walker and J.Haynes. 2008. A Numerical Prediction of the Hydrodynamic Torque Acting on a Safety Butterfly Valve in a Hydro-Electric Power Scheme. WSEAS Transactions on Fluid Mechanics, 3(3): 218-223.
Huang, C. and R. H. Kim . 1996. Three-dimensional analysis of partially open butterfly valve flows. Journal of Fluids Engineering, 118(3)
Kim D.G.,2007, Numerical Analysis of Free Flow Past a Sluice Gate, Journal of Civil Engineering, 11(2):127-132.
Kimura, T., T. Tanaka, K. Fujimoto and K.Ogawa. 1995. Hydrodynamic characteristics of a butterfly valve—Prediction of pressure loss characteristics. ISA Transactions, 34(4): 319-326.
Ogawa, K., and T.Kimura. 1995. Hydrodynamic Characteristics of a Butterfly Valve-Prediction of Torque Characteristics. ISA Transaction, 34(4): 327–333.
Rajaratnam, N. and K. Subramanya. 1967a. Flow equation for the sluice gate. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 93(IR3): 167-186.
Rajaratnam, N. and K. Subramanya. 1967b. Flow immediately below submerged sluice gate. Journal of the Hydraulics Division, 93(HY4): 57-77
Roth, A. and W.H. Hager. 1999. Underflow of standard sluice gate. Experiments in Fluids, 27(4): 339-350
Sarpkaya T. 1959. Oblique Impact of a Bounded Stream on a Plane Lamina. Journal of The Franklin Institute, 267: 229-242.
Sarpkaya T. 1961. Torque and Cavitation Characteristics of Butterfly Valves. Journal of Applied Mechanics, 28 (4): 511–518
Swamee, P.K. 1992. Sluice-gate discharge equations. Journal Irrigation and Drainage Engineering., 118(1): 56–60.
Vanden-Broeck, J. 1997. Numerical calculations of the free-surface flow under a sluice gate. Journal of Fluid Mechanic, 330: 339–347.
White, K. L. and I. Chaubey. 2005. Sensitivity Analysis, Calibration and Validations for a Multisite and Multivariable SWAT Model. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 41(5):1077-1089.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار