بررسی تأثیر استغراق‌های مختلف بر پارامترهای هیدرولیکی جریان در دریچه سالونی مستطیلی چندگانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

10.22059/jwim.2023.365670.1106

چکیده

یکی از راه‌کارهای پیشنهادی در خصوص افزایش کیفیت توزیع و انتقال آب استفاده از دریچه‌های سالونی است .در این پژوهش از دریچه‌ی سالونی چندگانه مستطیلی استفاده‌شده است و با شبیه‌سازی عددی پارامترهای هیدرولیکی جریان بررسی و باحالت تک دریچه مقایسه شده است. شبیه‌سازی‌ها در سه دبی 25، 35و 45 لیتر بر ثانیه و سه بازشدگی 35، 40 و 45 درجه و سه استغراق 70، 80 و 90 درصد در نرم‌افزار Flow3d و با مدل آشفتگی RNG انجام‌شده است. با بررسی منحنی دبی اشل مشاهده می‌شود که ضریب آبگذری در تمام استغراق‌ها در حالت دو دریچه از حالت تک دریچه بیشتر است .بررسی بیشینه‌ی سرعت نتایج نشان داد که این پارامتر با میزان استغراق رابطه‌ی عکس دارد به‌گونه‌ای که با افزایش استغراق، بیشینه سرعت کاهش پیدا می‌کند که این میزان کاهش در حالت دو دریچه 87/7 درصد نسبت به حالت تک دریچه هست. در بررسی بیشینه‌ی انرژی متلاطم نتایج نشان داد که انرژی متلاطم با دبی رابطه مستقیم داشته و با میزان استغراق رابطه‌ی معکوس دارد به‌طوری‌که با افزایش استغراق، انرژی متلاطم کاهش پیدا می‌کند که این میزان کاهش در حالت دو دریچه 13درصد نسبت به حالت تک دریچه خواهد بود. با بررسی کیفی گردابه‌های جریان نیز نتایج نشان داد که گردابه‌ها در حالت تک دریچه قدرت و کشیدگی بیشتری نسبت به حالت دو دریچه دارند. همچنین با بررسی نتایج مشخص شد که با افزایش درصد استغراق، کشیدگی و قدرت گردابه‌ها کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of different submerging on the flow hydraulic parameters in multiple rectangular Lopac gates

نویسندگان [English]

  • setare fathi
  • seyed mohsen sajjadi
  • Javad Ahadiyan
  • Abbas Parsaie
Department of Water Structures, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

One of the suggested ways to increase the quality of water distribution and transfer is to use Lopac gates. In this research, rectangular multiple Lopac gates have been used and the hydraulic parameters of the current have been investigated by numerical simulation and compared with the single gate state. The simulations have been performed in three discharges of 25, 35, and 45 liters per second and three openings of 35, 40, and 45 degrees, and three submerging of 70, 80, and 90% in Flow3D software and with the RNG turbulence model. By examining the stage-discharge curve, it can be seen that the permeability coefficient is higher in all absorptions in the two-gate state than in the single-gate state. Investigating the maximum speed of the results showed that this parameter has the opposite relationship with the amount of submerging, as the submerging increases, the maximum speed decreases, which is an 7.87% reduction in the two-gate state compared to the single-gate state. In the investigation of the maximum turbulent energy, the results showed that the turbulent energy has a direct relationship with the discharge and has an inverse relationship with the submerging rate,  so, with the increase of submerging, the turbulent energy decreases, which will be 13% in the two-gate state compared to the single-gate state. By qualitatively investigating the flow vortices, the results showed that the vortices in the single-gate state have more strength and elongation than the two-gate state. Also, by investigating the results, it was found that the elongation and vortices strength decrease with the increase in submerging percentage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow3D
  • Maximum speed
  • Maximum turbulent energy
  • Vortex

مراجع

  1. Aqua Systems 2000 Incorporation. (AS21). (2013). Leaders in Water Management and Control. Retrieved from: http://www.as2i.net/products/control-gates/hydra-lopac- gate.
  2. Asadi, M., & Kochekzadeh, S. (2019), guide to water flow measurement. Tehran: National Irrigation and Drainage Committee of Iran.
  3. Babaei Faqih Mahaleh, R., Ismaili Varki, M., & Shafiee Sabet, B. (2018). Investigation of the effect of geometric characteristics and hydraulic conditions on the performance of the salon-partial flow flow adjustment structure. Iranian Soil and Water Research, 49 (4), 727-717. (In Persian)
  4. Badiee, S., & Sajadi, M. (2018). Numerical analysis of the hydraulic conditions of the Lopac gate using Fluent Software. In: Proceeding of International Conference on Civil Engineering, Architecture and Urban Development Management in Iran.TEHRAN,9 December, University of Tehran. (In Persian)
  5. Karami Moghadam, M., & Sabzevari, T. (2017). Effect of Vegetation on Shear Stress and Flow Velocity in Compound Channels Using Flow3D Model. Journal of Hydraulics, 12(3), 29-40. (In Persian)
  6. Langeman, P., Craig, K., Elser, P., & Allen, L. (2006). Irrigation gate system. US patent, 7, 114.
  7. Malaterre, P.O., Rogers, D.C., & Schuurmans, J. (1998). Classification of canal control algorithms. Journal of irrigation and drainage engineering, 124(1), 3-10.
  8. Monem, M.J., & Naghayi, R. (2013). Introduction of lopac gate to regulate water level in irrigation canals and present its hydraulic relations in the 4th National Conference on Management of Irrigation and Drainage Networks, Shahid Chamran university of Ahvaz. (In Persian)
  9. Monem, M.J., & Sadeghi, S. (2014). Testing the use of Lopac Gate in irrigation networks and comparing them with conventional structures using the ICSS mathematical model, Ministry of Science, Research and Technology, Tarbiat Modares University, College of Agriculture. (In Persian)
  10. Mobarak, F., sajjadi, S. M., Ahadiyan, J., & Zeynivand, M. (2022). Numerical modeling of the effect of elliptical elongation on the hydraulic performance of an elliptical Lopac gate. Water and Irrigation Management, 12(2), 263-275. doi: 10.22059/jwim.2022.335817.952. (In Persian)
  11. Monem, M.J., & Naghayi, R. (2013). Introduction of lopac gate to regulate water level in irrigation canals and present its hydraulic relations. in: Proceeding of 4th National Conference on Management of Irrigation and Drainage Networks, Shahid Chamran university of Ahvaz. (In Persian)
  12. 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.  IWTC10, 1, 217-280.
  13. 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.
  14. 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, 1-16.
  15. Yousofvand, F., Monem, M.J., & Kavianpour, M.R. (2015). Experimental and Theoretical Analysis of Discharge Coefficient for Submerged Lopac Gate. Irrigation and Drainage, 9(5), 811-819. (In Persian)
مدیریت آب و آبیاری
دوره 14، شماره 2
مهر 1403
صفحه 249-261

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار