تحلیل آبگذری فلوم‌های نوع SMBFدر شرایط جریان آزاد و مستغرق

Abstract

از رایج‌ترین وسیله‌های اندازه‌گیری جریان در مجاری روباز، فلوم‌ها می‌باشند که در آن سرعت جریان، بر اثر تنگ‌شدگی عرضی، برآمدگی کف و یا ترکیبی از این دو، افزایش می‌یابد. یکی از فلوم‌های با ویژگی فوق، فلوم SMBF است که با داشتن دو نیم‌استوانه در طرفین کانال، باعث تنگ‌شدگی عرضی می‌شود. در تحقیق حاضر سازه SMBF جهت اندازه‌گیری بده در شرایط جریان آزاد و مستغرق مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس 575 سری داده آزمایشگاهی بر روی دو کانال با ابعاد مختلف و استفاده از هشت نمونه فلوم SMBF، در محدوده وسیعی از بده، عمق بالادست، و نسبت تنگ‌شدگی عرضی، معادلات بده پیشنهادی مختلف، مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. بر مبنای تحلیل‌های آزمایشگاهی، عددی و برداشت توزیع سرعت در مقطع گلوگاه، غیریکنواختی توزیع سرعت و عمق در مقطع تنگ‌شدگی و ماهیت دو بُعدی جریان، تبیین گردید. سپس با در نظر گرفتن ضرایب تصحیح جریان در مقطع گلوگاه و اِعمال آن در رابطه انرژی، معادله‌ای جهت تحلیل آبگذری این نوع فلوم‌ها در شرایط جریان آزاد استخراج شد. هم‌چنین روابطی جهت تعیین آستانه استغراق (به‌صورت تابعی از عمق بالادست و عرض گلوگاه) و تحلیل آبگذری در شرایط جریان مستغرق استخراج گردید. میانگین قدر مطلق خطای نسبی بده تخمینی از رابطه پیشنهادی در شرایط جریان آزاد بر اساس سه مجموعه داده آزمایشگاهی (کانال‌ 1، کانال 2 و داده‌های سایر محققین)، به ترتیب 82/2، 19/3 و 52/1 درصد است. همچنین میانگین خطای برآورد بده در شرایط جریان مستغرق، 51/5 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد کاربرد سازه SMBF به‌عنوان یک ابزار اندازه‌گیری قابل­حمل، در شرایط جریان آزاد و مستغرق امکان‌پذیر می‌باشد.