穴あきアルミニウムシートは気流と圧力損失にどのような影響を与えますか?

穴あきアルミシート 通気路を提供できますが、開口面積の割合は空気流量や圧力損失の定格ではありません。穴のパターンから始めて、実線の境界と設置の障害物を考慮した後に利用可能な開口部を計算し、必要な流量での圧力損失を評価します。開口部の割合が同じ 2 つのパネルは、穴の寸法、厚さ、または流れの状態が異なると、異なる動作をする可能性があります。

トップメタルの換気ガードと組立パネル用 穴あきアルミニウム板シリーズ、仕様では、パネル図面と必要な空気流量および許容される圧力降下を結び付ける必要があります。以下の計算は、仮説上の設計読み取り例であり、製品のエアフロー テスト結果や標準カタログ寸法ではありません。

直径だけではなく、穴のパターンから開口面積を計算します

ストレート丸穴と60度千鳥丸穴の比較

丸穴穴あきアルミ板の場合、穴径の入力は1つだけです。ピッチとも呼ばれる中心間の間隔、および穴の配置によって、繰り返しパターンからどれだけ金属が除去されるかが決まります。

d を穴の直径、p を中心間ピッチとし、同じ単位で表します。 φ を通常の穿孔フィールドの開口面積率とする。直線の列の場合は、水平方向と垂直方向のピッチが等しいと仮定します。 60 度の千鳥パターンの場合は、三角形配置の等しい最近隣ピッチを使用します。

5 mm の中心に仮想の 3 mm の穴

どちらの例も同じ直径とピッチを使用していますが、繰り返しセルの面積は異なります。円形の穴の面積を適切なセルの面積で割ると、差が得られます。分数に 100 を掛けてパーセンテージで表します。

パターンの割合を完成したパネルとは別にしておいてください

これらの式は、完成したシート全体を自動的に記述するのではなく、通常の穴フィールドを記述します。これらは、ベタのマージン、内部の空白ゾーン、不規則なパターン、または境界の不完全な行を考慮していません。完成した開口部領域を正確に設定する必要がある場合は、管理された図面、CAD 形状、または実際の穴数を使用します。

を指定する場合 穴あきアルミニウムパネル TOP METALから、穴の形状、ピッチ、パターンの方向、厚み、ソリッドゾーンを同一図面上で特定します。これにより、空気流の評価に使用される形状が明確になり、パターンのパーセンテージを組み立てられたパネルの開口面積として扱うことがなくなります。

パターンの空き領域を設置された空き領域と速度に変換する

エアフローパスからベタマージンとブロックされた領域を差し引きます。

意図した空気流にさらされる穴あき領域にのみパターン部分を適用します。実線の境界線には開口部がありませんが、フレーム、オーバーラップ、または内部ブラケットによって、本来使用できる穴がブロックされる場合があります。幾何学的開口面積を、流量係数によって調整された等価流面積と区別します。

仮説を考えてみましょう 500×500mmパネル と 各辺に 25 mm のしっかりとしたマージン。残りの穴あきフィールドは 450 × 450 mm です。上記の 60 度の千鳥パターンを使用し、それ以上の障害物がないと仮定すると、次のようになります。

おおよその穴面積 = 0.450 × 0.450 × 0.3265 ≒ 0.0661㎡.

0.2500 m² の外側パネル面積に対して、開口部は約 26.45%、32.65%ではありません。パーセンテージが大きいほど穴あきフィールドを表します。小さい方の分母には実線の境界線が含まれます。

面速度と穴を通過する平均速度を区別する

体積流量 Q が既知の場合、指定された領域全体の平均速度は Q/A です。この例に限って言えば、次のように仮定します。 0.20m3/秒、と同等 720m3/h、バイパス漏れなしでパネルを通過します。

領域定義が異なると、同じ想定流量でも基準速度が異なります。

これらの速度の間に矛盾はなく、基準領域が異なります。面速度の基準としてアクティブな開口部またはダクト面積を使用する圧力損失レポートは、定義が一致しない限り、外側パネル面積を使用するレポートと直接比較することはできません。

計算では周期パターンの近似を使用し、離散的な境界穴の効果を無視します。また、利用可能な開口部を通る安定した低圧縮性の流れも想定しています。平均穴速度は局所的なピーク速度ではありません。最も重要なことは、 フローが入力として供給されました。公開面積の計算ではそれを予測できませんでした.

開口面積が等しいことが圧力損失の等しいことを保証しない理由

厚さと穴の直径の比と流れの状況を考慮する

同じ流れと露出したパネル面積を考慮した場合でも、等しい開口面積は流れ抵抗を一意に定義するものではありません。シートの厚さと穴の直径の比、t/d、および流れの状況も重要です。穴に出入りする空気は、分離、収縮、下流での膨張など、流れの方向と速度の変化に遭遇します。

たとえば、5 mm の中心に 3 mm の穴があり、10 mm の中心に 6 mm の穴は同じ d/p 比を持ちます。両方が同じ 60 度の千鳥配置を使用する場合、それらは同じ理想的なパターンの開口面積を持ちます。ただし、シート厚を 1.5 mm と仮定すると、t/d 比は次のようになります。 0.50 そして 0.25、 それぞれ。パーセンテージが等しいと、同一の通路形状が得られません。

Li、Davidson、Peng の 2024 年の研究では、気孔率と厚さに注意を払い、層流および乱流における円形の穴による圧力損失をモデル化しています。ここでの関連性は、形状と流れの状況を一緒に考慮する必要があるということです。これは、シートが厚いほど常に圧力損失が大きくなる、または丸い穴のモデルがすべての装飾パターンに適用されるという普遍的な規則を正当化するものではありません。 [1]

普遍的な圧力損失係数を適用しないでください

圧力損失係数は、指定された形状、流れ状況、および基準速度でのみ役立ちます。上流の面速度に基づく係数は、穴を通過する平均速度に基づく係数と交換可能ではありません。また、円形の穴のモデルを検証せずに装飾的なカットアウトやスロットに割り当てるべきではありません。

代替品を比較するときは、デューティポイントと基準条件を一定に保ちます。同じ露出領域を通る同じ流れでの圧力降下を求め、各結果の背後にある穴の形状と厚さを確認します。これらの条件がなければ、宣伝されている圧力降下数値が低いということは、単に別のテストを表している可能性があります。

通気パネルをファンとシステムの動作点の一部として扱う

自由空気ファンの定格は、設置された空気の流れではありません

ファンの自由空気流量定格は、多孔パネルを取り付けた後の流量を確立するものではありません。動作点は、ファンの圧力-流量曲線がシステムの抵抗曲線と一致する場所です。パネルは、フィルター、通路、その他のコンポーネントとともにその抵抗に貢献します。 [2]

安定した動作ブランチ上の固定速度ファンの場合、抵抗が増加すると、一般に空気流が減少します。代わりに、調整されたシステムは、利用可能な動作範囲内で流量を維持するためにファン速度を変更する場合があります。どちらの状況も、ホールの割合だけでは解決できません。

必要な流量でのパネル圧力降下を読み取ります。

アプリケーションに必要な流量とパネルに許容される圧力損失から始めます。同じ流量、露出面積、指定された空気条件で候補パネルを比較します。より低い流量で測定された圧力降下値は、1 つのパネルがより良い選択であるという証拠にはなりません。

次に、フィルター、ダクト、その他の関連コンポーネントとともに、完全な空気流路の評価にパネルを含めます。圧力の定義をファンのパフォーマンス データと一致させてください。静圧の数値と全圧損失は互換性がありません。ファンとシステムの曲線が必要な流量以上で一致しているかどうかを確認します。 [2]

システムが不十分な場合は、露出したパネル領域、穴のレイアウト、またはファンの選択を再評価し、修正された配置を確認します。設置により依然として空気の流れが制限されたり、変更によって剛性や保護が損なわれたりする場合、開口面積の割合を増やすだけでは完全な解決策とはなりません。先ほどの 720 m3/h の例は、予測されたパフォーマンス値ではなく、想定された入力のままです。

エンクロージャープロジェクトならTOP METAL エレクトロニクスおよび筐体のアルミニウム ソリューション 材料、パネルの形状、仕上げの要件の出発点を提供します。これらの選択は、機器設計者のエアフロー評価と調整してください。適切なアルミニウム カバーが完全な冷却システム設計内で機能する必要があります。

完成したアセンブリと一致するエアフローの証拠が必要

ジオメトリ、基準速度、テスト条件を一致させる

圧力降下曲線は、その試験片と条件が提案された設置に関連できる場合にのみ意味を持ちます。たとえば、Erdle が公開した空気損失ガイダンスでは、プレートに垂直に向けられた均一で旋回のない気流下での薄ゲージ試験片について説明しています。アプローチの流れが歪んだり斜めになったりすると損失が変化することを警告します。 [3]

したがって、ベアシートの結果は、フレーム、フィルター、バッキング メッシュ、または異なるアプローチ フロー パターンを備えたアセンブリの検証結果として提示されるべきではありません。レポートを使用して、1 つの圧力数値を抽出するだけでなく、テストの内容を確立します。

パネル圧力損失データを比較する前に調整する条件

この比較を使用して、同等の条件とまだ説明が必要な条件を特定します。欠落しているテスト条件は、仮定された値で置き換えるのではなく、結果を比較する前に解決する必要があります。

エアフロー、剛性、保護要件を分離する

気流目標を満たすパネルは、剛性、固定、または保護の要件を自動的に満たすわけではありません。同様に、保護機能のために小さな開口部を選択しても、完成したエンクロージャに十分な空気が入っていることは証明されません。これらの要件を一緒に検討しますが、それぞれの要件を個別に証拠を保持します。

の 穴あきアルミシート見積ガイド 幅広い材料、製造、配送パッケージをカバーします。エアフローの証拠を目標開口面積パーセンテージに置き換えるのではなく、その仕様に基づいて保持します。

便利な換気仕様でつながります 穴の形状、利用可能な開口面積、必要な流量、および適用可能な圧力損失基準。トップメタルへのパンチングアルミ板金のご相談は、 パネル図面と換気要件を提出する、穴のパターン、厚さ、露出面積、設置配置、必要な流量、最大許容圧力損失および数量が含まれます。パネルとシステムが同じ要件に基づいて評価されるように、提案された構成で利用可能なサポート情報を要求します。

技術参考資料

[1] リー、S。デビッドソン、L.ペン、S.-H. （2024年）。 層流および乱流領域における中程度の気孔率と厚さの貫流丸穴多孔板の圧力損失モデル。 熱と物質伝達の国際ジャーナル、226、125490。DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2024.125490。

[2] ハワース、W. (2020)。 ファンの曲線をまっすぐにします。 AMCA インモーション、2020 年 10 月 1 日。デューティポイント、圧力、システムカーブの説明を参照してください。

[3] エルドル穿孔。 圧力損失の「多孔板による圧力損失 (空気)」の項を参照してください。日付のない技術ガイダンス。ここでは、TOP METAL 製品の評価としてではなく、テスト条件と限界のために使用されています。