مدل تحلیلی یک بعدی توزیع جریان زیربحرانی در تقاطع چهارشاخه کانال‌های روباز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاوزی، دانشگاه تبریز

چکیده

پیش­بینی توزیع جریان در محل تقاطع کانال­ها در شبکه­های آبیاری و انتقال آب به منظور ارائه­ راهکار مناسب برای طراحی و حفاظت آن­ها در مواقع اضطراری از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این مطالعه با استفاده از قوانین بقای جرم، انرژی و مومنتم مدل تحلیلی یک بعدی توزیع جریان زیربحرانی در تقاطع چهارشاخه­ کانال­های روباز ارائه و نتایج آن با مدل آزمایشگاهی مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت دبی ورودی و تراز کف کانال­های فرعی دبی خروجی از کانال اصلی افزایش یافت. کاهش عدد فرود کانال ورودی اصلی سبب افزایش دبی خروجی از کانال اصلی شد. تغییر ارتفاع سرریزهای خروجی تاثیر قابل توجهی بر روی توزیع دبی نداشت. بیشترین انحراف مقدار جریان به کانال خروجی فرعی برای زاویه­ 60 درجه و کمترین انحراف جریان در زاویه­ 90 درجه اتفاق افتاد. مقایسه­ نتایج مدل تحلیلی و آزمایشگاهی مطابقت خوبی را نشان داد به­طوری­که حداکثر خطای محاسباتی کمتر از 10% بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

1D Analytical Model of the Subcritical Flow Distribution in Four- Branch Junctions of Open Channels

نویسندگان [English]

  • SH Hosseini 1
  • D Farsadizadeh 2
  • A Hosseinzadeh Dalir 3
  • F Salmasi 2
چکیده [English]

Prediction of flow distribution is necessary in open channels junctions at irrigation and conveyance water systems in order to design suitable plans and protect them in emergency situations. In this study, a one dimensional analytical model of subcritical flow distribution using mass - energy and momentum conservation laws was presented for a four-branch junction of open channels and compared with experimental results. The results showed that as the inlet discharge ratio and bed elevation of the lateral channels increased, the outlet discharge of the main channel increased. Furthermore, as the Froud number at the inlet of the main channel decreased, the outlet discharge of it increased. Changes in the height of the weirs at the end of the outlet channels had no considerable effect on the flow distribution. The maximum and minimum deviations of the flow amounts to the outlet lateral channel occurred at the angles of 60 and 90 degrees, respectively. Comparison of the analytical and experimental results showed a good agreement between them so that the maximum error was less than 10%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Analytical Model
  • Flow distribution
  • Four-branch junction
  • Mass - energy and momentum conservation laws
  • Open channels