FARKLI GEOMETRİK ŞEKİLLERE SAHİP YAN KAPAKLARIN DEŞARJ PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Abstract

Hidrolik yapılar; suyun iletilmesini, yönlendirilmesini, düzenlenmesini, kontrolünü ve deşarjını sağlayan önemli yapılardır. Bu yapılar sayesinde, yaşamın var olmasını sağlayan suyun, maksimum verim ile kullanımı sağlanmaktadır. Yanal kapaklar bu hidrolik yapıların önemli türlerinden biridir. Literatürde karşıdan alışlı kapaklar ile ilgili birçok çalışma bulunmasına karşın yanal akımla ilgili çalışmalar sınırlıdır. Yanal kapaklar ile ilgili gerçekleştirilen çalışmalar çoğunlukla klasik dikdörtgen kapaklar için gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle bu yüksek lisans çalışmasında; farklı geometrik şekillere sahip yan kapaklar için farklı hidrolik karakteristikler dikkate alınarak çalışma konusu deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde dikdörtgen, üçgen ve yarım daire şekline sahip üç farklı kapak kullanılmıştır. Her şekil için dokuz farklı boyut belirlenmiş ve toplamda yirmi yedi adet kapak imal edilmiştir. Dikdörtgen, üçgen ve yarım daire için ayrı ayrı imal edilen her dokuz kapağın kapak açıklığı kesit alanı birbirine eşit olacak şekilde tasarlanmış ve deneyler gerçekleştirilmiştir. Farklı şekil ve boyutlardaki kapakların hidrolik karakteristiklerini incelemek amacıyla doğrusal kanalda ve nehir rejiminde 343 adet deney dizisi gerçekleştirilmiştir. Debi katsayısını önemli ölçüde etkileyen boyutsuz parametreler belirlenmiş ve bu boyutsuz parametrelerin debi katsayısı üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Yanal kapağın aynı enkesit alanına ve aynı kapak açıklığına sahip olmasına rağmen geometrik şeklin değişmesi ile yanal kapağın hidrolik karakteristiklerinin değiştiği sonucuna varılmıştır. Mevcut çalışma diğer araştırmacıların elde ettiği sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca geliştirilen eşitliklerin güvenilirlik analizleri yapılmıştır. Geliştirilen eşitliklerin güvenle kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Hydraulic structures are important structures that ensure the transmission, directing, regulation, control and discharge of water. Thanks to these structures, water, which enables life to exist, is used with maximum efficiency. Side sluice gates are one of the important types of these hydraulic structures. Although there are many studies in the literature on frontal flow gates, studies on lateral flow are limited. Most of the studies on side sluice gates have been carried out for classical rectangular gates. Therefore, in this master's study, the subject of the study was investigated experimentally by considering different hydraulic characteristics for side sluice gates with different geometric shapes. Three different side sluice gates with rectangular, triangular and semicircular shapes were used in the study. Nine different dimensions were considered for each shape and twenty-seven side sluice gates were manufactured in total. The side sluice gate opening cross-sectional area and gate opening length of each of the nine side sluice gates manufactured separately for rectangular, triangular and semicircular was designed to be equal to each other, and the experiments were carried out. In order to investigate the hydraulic characteristics of the side sluice gates of different shapes and sizes, a series of 343 experiments were conducted in linear channel and in subcritical flow regime. The dimensionless parameters that significantly affect the discharge coefficient were identified and the effects of these dimensionless parameters on the discharge coefficient were analyzed in detail. It is concluded that although the side sluice gate has the same cross-sectional area and the same side sluice gate opening length, the hydraulic characteristics of the side sluice gate change with the change of geometric shape. The finding of the present study is compared with the results obtained by other researchers. In addition, validity analysis of the developed equations was made. It is concluded that the developed equations can be used with confidence.