بررسی عددی هیدرولیکی جریان عبوری از دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط جریان مستغرق

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های هیدرولیکی، گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

2 دانشیار گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست ، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی معماری و ریاضیات محیط‌زیست عمران، دانشگاه برشیا، برسیا، ایتالیا.

چکیده

در این پژوهش به بررسی اثر پارامتر های هیدرولیکی جریان بر روی دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط جریان مستغرق پرداخته شده است. این بررسی با استفاده از نرم افزار شبیه سازی دینامیک سیالات Flow3D انجام شده است. شبیه‌سازی‌ها در سه دبی 20، 40 و 60 لیتر بر ثانیه، سه میزان بازشدگی 30، 45 و 60 درجه و سه میزان استغراق 70، 80 و 90 درصد انجام شده است. در بررسی نتایج یافت شد که استفاده از دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط مستغرق در مقایسه با شرایط جریان آزاد، سرعت حداکثر در دبی های (20، 40 و 60) لیتر بر ثانیه، در بازشدگی 30 درجه، به طور متوسط برای میزان استغراق های (70، 80 و 90) درصد به ترتیب 9، 30 و 54 درصد، در بازشدگی 45 درجه، به ترتیب 8، 22 و 38 درصد و در بازشدگی 60 درجه، به ترتیب 12، 22 و 44 درصد، کاهش یافت. نتایج در خصوص ضریب دبی نشان داد که در زمان استفاده از دریچه های سالونی بیضوی چندگانه در شرایط مستغرق در مقایسه با شرایط جریان آزاد، ضریب دبی در دبی های (20، 40 و 60) لیتر بر ثانیه، در بازشدگی 30 درجه، به طور متوسط برای میزان استغراق های (70، 80 و 90) درصد به ترتیب 8، 26 و 45 درصد، در بازشدگی 45 درجه، به ترتیب 16، 34 و 49 درصد و در بازشدگی 60 درجه، به ترتیب 17، 36 و 54 درصد، کاهش خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


شفاعی بجستان، محمود.، زینی وند، مهدی.، و طهماسبی پور، محسن. (1399). ضریب دبی دریچه سالونی بیضوی همراه با تبدیل تدریجی در شرایط مستغرق. نشریه هیدرولیک، 15(2)، 80-67. https://doi.org/10.30482/jhyd.2020.225028.1449
شفاعی بجستان، محمود.، کاظمی حسنوند، کیوان.، و زینی وند، مهدی. (1401). مطالعه عددی تأثیر تبدیل تدریجی سهموی در بالادست دریچه سالونی بیضوی بر شرایط هیدرولیکی جریان. علوم و مهندسی آبیاری، مقاله آماده انتشار. https:/doi.org/10.22055/jise.2022.38726.1993
فتحی، ستاره.، سجادی، سید محسن.، احدیان، جواد.، و پارسائی، عباس. (1402). بررسی تأثیر استغراق‌های مختلف بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در دریچه سالونی مستطیلی چندگانه.  مدیریت آب و آبیاری، مقاله آماده انتشار. https://doi.org/10.22059/JWIM.2023.365670.1106
کرم دخت بهبهانی، محمد.، سجادی، سید محسن.، احدیان، جواد.، و پارسایی، عباس. (1402). بررسی عددی هیدرولیکی و هیدرودینامیکی جریان عبوری از دریچه‌های سالونی مستطیلی چندگانه با نرم‌افزار Flow3D. علوم آب و خاک (Isfahan University of Technology), 28(1), 64-51.‎ http://dx.doi.org/10.47176/jwss.28.1.19852
مبارک، فرانک.، سجادی, سید محسن.، احدیان، جواد.، و زینی وند، مهدی. (1401). مدل‌سازی عددی اثر کشیدگی بیضوی بر عملکرد هیدرولیکی دریچه سالونی بیضوی. مدیریت آب و آبیاری، 12(2)، 275-263. https://doi.org/10.22059/jwim.2022.335817.952
یوسفوند، فاطمه.، منعم، محمد جواد.، و کاویانپور, محمدرضا. (1394). ارزیابی آزمایشگاهی و تحلیلی ضریب دبی دریچه سالونی در شرایط جریان مستغرق. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 9(5)، 819-811. https://idj. aid.ir/article_55126.html
Aqua Systems 2000 Incorporation (AS21). (2013). Leaders in Water Management and Control. http:// www.as2i.net/products/control-gates/hydra-lopac-gate
Carollo, F. G., Ferro, V., & Pampalone, V. (2012). Experimental investigation of the outflow process over a triangular labyrinth-weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 138(1), 73-79. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000366
Cox, A. L., Kullberg, E. G., MacKenzie, K. A., & Thornton, C. I. (2014). Stage-discharge rating equation for an elliptical sharp-crested weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 140(6), 04014018. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)IR.1943-4774.0000730
Cox, A. L., Saadat, S., MacKenzie, K. A., & Thornton, C. I. (2015). Effect of urban debris on hydraulic efficiency of an elliptical sharp-crested weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 141(6), 06014006. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943- 4774.0000837
Fathi, S., Sajjadi, S. M., Ahadiyan, J., & Parsaie, A. (2023). Numerical investigation of the effect of different plunges on the flow hydraulic parameters in multiple rectangular lopac gates by using Flow3D. Water and Irrigation Management, Ready for publication paper. https:// doi.org/10.22059/jwim.2023.365670.1106 [In Pesian]  
karamdokht Behbahani, M., Sajjadi, S. M., & Ahadiyan, J. (2024). Hydraulic investigation of the flow through multiple rectangular Lopac gate in free flow and submerged mode by Flow 3D software. Irrigation and Water Engineering, 28(1), 51-64. http://dx.doi.org/10.47176/jwss.28.1.19852 [In Pesian]  
Kheybar, H., Sajjadi, S. M., & Ahadiyan, J. (2021). Effect of sudden canal contraction on the discharge coefficient and the energy dissipation coefficient of the elliptical LOPAC gate. Irrigation and Drainage, 70(5), 1145-1154. https://doi.org/10.1002/ird.2622
Mubarak, F., Sajjadi, S. M., Ahdian, J., & Zainiwand, M. (1401). Numerical modeling of the effect of elliptic elongation on the hydraulic performance of the elliptical salon valve. Water management and irrigation. 12(2), 263-275. https://doi.org/10.22059/jwim.2022.335817.952  [In Pesian]  
Negm, A. A. M., Al-Brahim, A. M., & Alhamid, A. A. (2002). Combined-free flow over weirs and below gates. Journal of Hydraulic research, 40(3), 359-365. https//doi.org/10.1080/00221680209499950
Negm, A. M., Abdelaal, G. M., Elfiky, M. M., Abdalla, Y. M., & Afifi, M. (2006). Effects of Multi-Gates Operations on Bottom Velocity Pattern Under Submerged Flow Conditions. Proc. IWTC10, 1, 217-280. https://www.academia.edu/7712892/EFFECT_OF_MULTI_GATES_REGULTATORS_OPERATIONS_ON_DOWNSTREAM_SCOUR_PATTERN_UNDER_SUBMERGED_FLOW_CONDITIONS
Pilbala, A., Sajjadi, S., & Bejestan, M. S. (2021). Hydraulic performance of elliptical-LOPAC gate under submerged flow conditions. Ain Shams Engineering Journal, 12(1), 317-326. https://doi.org/10.1016/j.asej.2020.05.007
Pilbala, A., Shafai Bejestan, M., Sajjadi, S. M., & Fraccarollo, L. (2023). Investigation of the Different Models of Elliptical-Lopac Gate Performance under Submerged Flow Conditions. Water Resources Management, 37(9), 3527-3542. https://doi.org/10.1007/s11269-023-03512-1
Shaddehi, F. R., & Bijankhan, M. (2020). Experimental study on free and submerged multi-jets. Flow Measurement and Instrumentation, 75, 101805. https://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2020.101805
Shafai Bajestan, M., Kazemi Hasanvand, K., & Zeinivand, M. (2022). Numerical Study of the Effect of Gradual Parabolic Inlet Transition of the Elliptical LOPAC Gate on the Hydraulic Conditions of the Flow. Irrigation Sciences and Engineering, Ready for publication paper . https://doi.org/ 10.22055/jise.2022.38726.1993 [In Pesian]  
Shafa'i Bajestan, M., Zainivand, M., & Tahmasabipour, M. (2019). Elliptical salon valve discharge coefficient with gradual conversion in submerged conditions. Journal of Hydraulics. 15(2), 67-80. https://doi.org/ 10.30482/jhyd.2020.225028.1449 [In Pesian]  
Yousafund, F., Manem, M.J., & Kavianpour, M.R. (2014). Laboratory and analytical evaluation of the discharge coefficient of the salon valve in submerged flow conditions. Iran Irrigation and Drainage Journal, 9(5), 811-819. https://idj.iaid.ir/article_55126.html  [In Pesian]