丸? 角?!　ダクトの断面と特性

ふとした疑問、断面積が同じであれば丸いダクトと四角いダクトは同じ特性でしょうか？スピーカー・ボックスを作成した時、形状によってバスレフ・ポートの開口面積は異なっていた・・・

　直線であろうと、曲がっていようとブロアにダクトを接続するだけで圧力のロスが生じます。

Pd　=（0.109136　×　ｑ^1.9）/d^5.2

Pd : Ｆｒｉｃｔｉｏｎ　（ｉｎｃｈｅｓ　ｗｇ　by 100 feet）
d : equivalent duct diameter in inches
q : air flow - CFM（cubic feet /min）

圧力ロスはダクトの長さ、空気の流量の約2乗に比例し、ダクトの直径の約5乗に反比例します。（ダクト内が理想的に平滑として）ダクト・パイプの価格が直径に正比例しない理由が分かるような気がします（笑）
ところで注目の角パイプ（4インチ四方）の場合はこれと等価丸パイプの直径dは、縦a　=　横b　=　4inchesで

d(4" square) = 1.30×((a×b)^0.625)/(a+b)^0.25 = 4.37 inches

となり、この値を式に代入すれば実際の圧力ロスが求められますが、4インチ径のパイプより4インチ角のパイプの方が等価直径は大きく、5乗に反比例しますからロスは3割以上少なくなる計算です。

3.6インチ角とすると等価なパイプの直径ｄ=3.94インチとほぼ4インチ径のパイプと同等であり、今回の9センチ角の角パイプは直径10センチの丸パイプとほぼ同等になります。

(註)式の出典は
http://www.hvac-toolbox.com/

勿論実際にはこれ以外にダクトの実際の長さ、パイプの接続部、形状・径の変換、分岐など各所で圧力ロスが生じてきます。いちいち計算するのは大変（EXCELに式を代入して自動計算も出来ますが）ですし、パイプの形状（蛇腹など）でも変わってくるので、メーカーから製品ごとのチャートが発表されています。たとえば
http://www.wereflexible.com/chart1.htm

HVAC(空調)用ですが配管のメカニズムの理解のために

http://www.eng.fiu.edu/caballero/2chapters/2chapter4.htm

検索中に「PVCと静電気」の著者　RODさんのサイクロン集塵機を見つけました。通常のサイクロンとは構造が異なっていて大変興味深い！
http://mywebpages.comcast.net/rodec/woodworking/shop/cyclone/cyclone_details.html

2004　Ｆｅｂ．

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