ลักษณะการไหลผ่านทางน้ำรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีตะแกรงผันน้ำอยู่ที่ท้องน้ำ

Abstract

การศึกษานี้เป็นการศึกษาพฤติกรรมการไหลผ่านทางน้ำเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีตะแกรงผันน้ำอยู่ที่ท้องน้ำ โดยทดสอบกันแบบจำลองตะแกรงผันน้ำที่มีอัตราส่วนพื้นที่ช่องเปิด(Ꜫ) ต่าง ๆ กัน ซึ่งได้มีการพัฒนาสมการโดยใช้วิธี Finite Difference Method เพื่อใช้หาความลึกการไหลเหนือตะแกรงผันน้ำ รวมทั้งเปรียบเทียบค่าที่คำนวณได้จากสมการของ Mostkow ในการศึกษาได้มุ่งเน้นไปที่การหาความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการไหลผ่านตะแกรงผันน้ำ ได้แก่ อัตราส่วนพื้นที่ช่องเปิดของตะแกรง (Ꜫ) สัมประสิทธิ์อัตราการไหลลิดผ่านตะแกรงผันน้ำ (C0) พลังงานจำเพาะของการไหลสู่ตะแกรง (E0) อัตราการไหลสู่ตะแกรง (Q5) และรูปแบบของการไหลเข้าสู่ตะแกรง โดยมีการวัดอัตราการไหลที่ถูกผันลอดผ่านตะแกรง (Q0) และความลึกการไหลที่ตำแหน่งต่าง ๆ ในทางน้ำ จากกนั้นได้วิเคราะห์หาสมการความสัมพันธ์ระหว่างมิเตอร์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง จากผลการทดลองพบว่า Q0 แปรผันตาม Ꜫ และ Qs โดยจะมีอัตราการผันน้ำลดลงเมื่อ Qs เพิ่มขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากข้อจำกัดของความสามารถในการผันน้ำของตะแกรงนั้น ๆ ในการเปรียบเทียบรูปแบบการไหลที่ผลต่ออัตราการผันน้ำพบว่าที่อัตราการไหลเข้าสู่ตะแกรงเดียวกัน อัตราการไหลน้ำเนื่องจากการไหลแบบเหนือวักฤตจะมีค่าสูงกว่าแบบได้วิกฤต เนื่องจากพลังงานจำเพาะของการไหลสู่ตะแกรงของการไหลแบบเหนือวิกฤตมีค่าสูงกว่า ในการศึกษาเกี่ยวกับความลึกการไหลเหนือตะแกรงผันน้ำพบว่าความลึกการไหลที่ตำนวณได้การวิธี Finite Difference Method จะมีค่าสูงกว่าที่ได้จากการทดลอง เนื่องการสมมุติฐานที่ว่าพลังงานจำเพาะมีค่าคงที่คลอดการไหล โดยมีค่าคลาดเคลื่อน 5-10 % สำหรับการไหลแบบได้วิกฤติและและ 3-9% สำหรับการไหลแบบเหนือวิกฤต และยังพบอีกว่าจะให้ค่าที่ใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณได้จากสมการของ Mostkow จากผลการศึกษาสรุปได้ว่า ความสามารถในการผันน้ำของตะแกรงผันน้ำขึ้นอยู่กับ ขนาดของตะเกรง อัตราส่วนพื้นที่ช่องเปิดของตะแกรง (Ꜫ) พลังงานจำเพาะของการไหลสู่ตะแกรง (E0) และลักษณะของทางน้ำ ซึ่งได้ใช้เสนอเป็นแนวทางในการออกแบบตะแกรงผันน้ำ