تحلیل آبگذری و بازشدگی دریچههای قطاعی تحت شرایط جریان آزاد و مستغرق

بخش عمدۀ تحقیقات پیشین مرتبط با دریچه ­های قطاعی، بر ارائه روش­هایی برای تخمین دبی عبوری از این سازه­ها متمرکز است و تعیین بازشدگی دریچه ­ها به‌عنوان سازه­ های تنظیم به‌منظور عبور دبی خاص، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعۀ حاضر،معادلاتی نظری برای تعیین صریح دبی عبوری از دریچه­های قطاعی (مسئله نوع اول) و نیز بازشدگی دریچه (مسئله نوع دوم) با مشخص بودن سایر پارامترها در هر مسئله و به تفکیک شرایط جریان آزاد و مستغرق بر پایۀ ترکیب معادلات انرژی و مومنتم ارائه می­کند. در هر مسئله، معیارهایی برای تشخیص شرایط جریان معرفی شده است. به ­منظور واسنجی و صحت­سنجی معادلات نظری پیشنهادی، از 2657 سری داده آزمایشگاهی روی سه نوع مختلف دریچۀ قطاعی استفاده شد. نتایج تحقیقات نشان می­دهد که میانگین قدر مطلق خطای نسبی در تعیین دبی و بازشدگی دریچه­های قطاعی از روش پیشنهادی به ­ترتیب 94/1 و 67/2 درصد است. همچنین، رویکرد پیشنهادی در تشخیص شرایط جریان، به­ طور متوسط در 6/99 و 8/98 درصد از موارد به­ترتیب در تعیین دبی و بازشدگی، صحیح عمل شده است. نتایج بررسی‌ها همچنین نشان می­دهد که با افزایش زاویۀ انحراف دریچۀ قطاعی و نیز افزایش نسبت محور به شعاع دریچه تمایل به استغراق، افزایش می­یابد. همچنین دریچه لاستیکی سخت نیز نسبت به دو نوع دیگر در محدوده بیشتری به‌صورت آزاد عمل می­ کند.