Camera comune o canali?

Confronto numerico fra tre architetture nello stesso ingombro: 25 mm fra fondo e piano. Campo 800 × 400 mm, piano 3 mm, 741 fori Ø1 mm, stessa curva SUNON PF97331B1-B00U-A99, stesso raccordo 39 × 26 mm e stessa perdita ipotizzata K=2. Le varianti sono proposte esplorative; il CAD di riferimento rimane quello a camera comune.

Prova numerica, non collaudo fisico. Esito della prova numerica: la camera comune resta il riferimento più semplice e non emerge un vantaggio fluidodinamico dei canali nelle geometrie testate. Se si vuole comunque procedere con i canali per sostenere il piano o studiare il getto, la variante a due ingressi è la candidata nominale più equilibrata delle due modellate, ma aggiunge lavorazioni. Non sostituisco automaticamente il progetto scelto. Una decisione sulle prestazioni reali richiede prova comparativa di pressione/portata e galleggiamento, oppure CFD 3D con geometria e ventola effettive.

Risultato al regime nominale

CV = deviazione standard/media. Escursione = (massimo−minimo)/media. Non sono errori sperimentali.

Esplora le tre costruzioni

Due ingressi per fila: 38 aperture nel separatore. Diciotto setti separano le 19 file; camera inferiore da 10 mm, separatore da 3 mm, canali da 12 mm. La separazione esplosa è illustrativa.

STEP canali, un ingresso · STEP canali, due ingressi. Nei modelli assemblati Position separa anche Canali e Separatore.

Grafici con scale comuni

Metodo e geometria

• Camera comune A: rete 2D di 741 nodi, geometria e risultati identici al calcolo precedente. Due deflettori presso l’ingresso; sostegni puntuali non risolti.
• Canali B1/B2: camera inferiore comunicante da 10 mm, separatore da 3 mm, canali superiori da 12 mm. Diciotto setti 784 × 3 × 12 mm formano 19 canali lunghi 784 mm; larghezza libera 17 mm per 17 canali interni e 20,5 mm per i due esterni. Ogni canale alimenta una fila di 39 fori.
• Aperture nominali 12 × 8 mm nel separatore: B1 ne ha 19, a x=−360 mm; B2 ne ha 38, a x=±360 mm. Tutte le aperture di una variante hanno la stessa sezione nominale. Non sono canali alimentati direttamente da 19 tubi: sotto rimane una camera comune di distribuzione.
• La rete B ha 1482 pressioni: 741 nella camera inferiore, 741 nei canali, collegati solo dalle aperture previste. I nodi superiori comunicano esclusivamente lungo la propria fila. Gli otto sostegni e i due deflettori vengono ridotti a 10 mm per sostenere il separatore e lasciare liberi i canali.
• Perdite dei tratti rettangolari: termine viscoso da Poiseuille più termine inerziale con fattore Darcy assunto 0,03. È lo stesso modello euristico del confronto base, non una soluzione completa del regime di transizione. Aperture: tratto rettangolare lungo 3 mm più K=1,5 assunto. Fori: tratto cilindrico 3 mm più K=1,5. Punto di lavoro dalla curva ventilatore e dal bilancio di massa.
• Il termine della fessura usa pressione statica e una perdita concentrata: non risolve il percorso verticale del getto. Pareti perfettamente sigillate, stessa temperatura/densità/viscosità del modello precedente. Il disco non copre i fori e non è modellato il cuscino sotto il disco.
• Sette test automatici: riproduzione del modello comune, conservazione e punto di lavoro, risposta alla restrizione delle aperture, simmetria dei due ingressi, spento, numero e separazione dei canali, effetto delle tolleranze. Verifica STEP di spessori, setti, aperture, quote e solidi. Queste verifiche controllano l’implementazione, non validano la fisica.

Che cosa mostra la prova

• Nel caso nominale B1 perde 3.38% di portata e B2 1.25%. B2 recupera quasi tutta la portata e presenta una distribuzione ideale vicina alla camera comune. Nessuna delle due geometrie nominali migliora contemporaneamente portata e uniformità rispetto ad A nel modello.
• Le differenze di uniformità ideali sono piccole: CV significa deviazione standard divisa per media. La colonna escursione è (massimo−minimo)/media e non è lo stesso indice. Piccoli numeri non rappresentano una precisione fisica raggiunta.
• Esplorate 18 combinazioni: altezza canali 6/12/18 mm, mantenendo camera inferiore + separatore + canali =25 mm; aperture 6×6, 12×8 e 20×12 mm; 1 o 2 ingressi per fila. Le loro portate vanno circa da 31,0 a 38,9 m³/h. Aumentare l’altezza dei canali a 18 mm lascia solo 4 mm alla camera inferiore: la strozzatura può peggiorare il risultato. Non esiste un beneficio automatico dei canali più alti.
• La massima portata fra queste 18 combinazioni è circa 38,89 m³/h con canali 6 mm, camera inferiore 16 mm e due aperture 20×12 per fila; non è la configurazione più uniforme. Il CAD confrontato resta quello nominale 10+3+12 mm: i casi del parametro sweep sono soltanto numerici, non altri modelli già costruiti.
• Sensibilità accoppiata: tre insiemi comuni a tutte le architetture con f=0,02/0,03/0,05, K ingresso=1/2/4, K fori=1/1,5/3 e K aperture=0,5/1,5/3. Sono scenari ipotizzati, non distribuzioni statistiche o intervalli di confidenza. La penalità di B1 resta circa 2,2–3,5%, quella di B2 circa 1,0–1,2% nei tre scenari; non costituisce una prova per ogni combinazione possibile.
• Scenario fabbricazione: stessi 741 diametri estratti uniformemente fra 0,95 e 1,05 mm in tutte le architetture, seme fissato 20261016. Per i canali aggiunta una variazione di area delle aperture ±10%, uguale per fila e per le due estremità. Sono tolleranze ipotizzate, non misurate. Il CV ai fori sale a circa 6,1% in tutte e tre le varianti: la foratura pesa più della piccola differenza di architettura nominale.
• La prova non misura attenuazione di vortici, rumore, getto d’ingresso o risposta con il disco in gioco. Questi possono essere motivi reali per adottare i canali, ma questa rete non può quantificarli. Non si è simulato il tavolo con CFD tridimensionale né costruito un prototipo.

Distinta di variante e lavorazioni

• Altezza esterna, fondo camera, piano forato, cassetto, ventola, prese ed elettronica rimangono quelli del concept. Vengono aggiunti un separatore 800 × 400 × 3 mm e 18 setti 784 × 12 × 3 mm. Sostegni e deflettori inferiori sostituiscono quelli alti 25 mm, senza aggiungerne un secondo set.
• BR-01: separatore e setti in faesite nominale 3 mm, da sigillare e provare. Incremento netto circa 1,4 dm³ rispetto alla camera comune; massa da determinare sul materiale reale, colla e finitura escluse.
• I 18 setti richiedono 14,1 m di listelli sottili e circa 28,2 m di incollaggio sulle due facce lunghe, oltre al perimetro del separatore. Sono 19 pezzi strutturali aggiuntivi e 19 oppure 38 aperture. BR-02 abbassa le battute a11 dal basso e aggiunge otto foriØ7,4 nel separatore per i fissaggi; dadi/rondelle salgono1. Il modello ridotto non risolve i dettagli locali di battute, fissaggi e sigillature. Le giunzioni devono chiudere i canali; un setto che non aderisce permette passaggi trasversali non previsti dal modello.
• Il sostegno distribuito del piano potrebbe aumentare la rigidezza: non è stata eseguita un’analisi strutturale o una prova di deformazione. La rigidità non va dedotta dai soli dati di portata.
• Costi aggiuntivi e lavorazioni da quotare; non è stato aggiornato il totale del progetto scelto con una variante non ancora selezionata. La distinta principale rimane BOM-02 con la sua stima; l’appendice di variante sotto evita doppi conteggi.

Relazione e tutte le 18 sezioni · CSV dei fori · Risultati e scenari

Architetture documentate in US3927885A e US7441775B2. Quote e perdite qui adottate sono ipotesi di progetto.