高热流密度数据机房新型散热技术研究
发布时间：2021-06-08 19:06
1990年,互联网开始兴起,2007年美国苹果公司推出的iphone奠定了移动互联网在互联网中的主导地位,自此之后,很多社会机构、公司纷纷建立、扩大自己的数据中心,随之而来的是数据处理业务爆炸式的增长。数据中心规模的不断扩大带来的是数据机房热流密度的不断增大和能源消耗的急剧增加,解决数据中心能耗过高、热环境差的问题迫在眉睫。本课题应用ANSYS数值模拟软件对位于长春市的某高校高热流密度数据机房进行研究。首先通过数值模拟研究了高热流密度数据机房散热差、能耗高的现象。其次,针对目前常见的节能改造措施进行了数值模拟,分析其改造效果。最后,通过数值模拟分析了基于微热管阵列的高热流密度数据机房新型散热技术应用的散热效果和节能性,并通过实验验证了数值模拟的可靠性。主要得出以下结论:1、传统数据机房由于气流组织和机柜排布等问题导致机房热环境差,研究发现,机柜间排风温差最大可达到30℃,不均匀性最大达到37.6%;进风温差不均匀性最大达到40%,机房内最高温度达到73℃,超过了规范允许的最高温度45℃。2、优化气流组织和机柜排布能使机柜间进风最大温差不均匀性降低至23.6%,机柜间排风最大温差不均匀性...
【文章来源】：吉林建筑大学吉林省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同系统气流组织原理图
图 1-2 微热管阵列实物与结构图Fig.1-2 Physical and structural diagram of micro heat pipe arrays（1）槽道式吸液芯热管对于槽道芯热管的研究，Khrustal[41]等研究了适用于高热流密度的槽道芯热管，当热管运行温度达到 120℃时，热管在径向可承受的热流密度为200W/cm2，轴向上可承受热流密度为 150W/cm2。一些学者提出在硅片（元件的衬底）上表面直接刻蚀槽道，加工成热管形式可有效对元件进行散热。Launay[42]等在硅片的表面刻蚀三角形槽道，组成微热管，加工成微槽的数量分别为 55 个和 25 个两种热管，研究其潜在的性能，对热管的充液量及边界条件进行了实验研究。研究表明，当充液率为 24%时，传热系数可提升 7%。相对于硅片的导热系数，以硅为基础材料的微热管传热系数得到明显提升。
原模型的主要特征，对于对结果影响较小的对模型的应用效果进行评价，确保数值模拟理工作主要包括：模型建立、网格划分、网件设置、模拟准确性验证等工作。数据机房 CFD 模型搭建据采集）所使用的机房平面图如图 3-1 所示、机柜、服务器、冷、热通道组成，实验主、回风口，机柜上、中、下三个位置进口和机柜的垂直高度 2200mm，空调垂直高度 2
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心湖水源自然冷却系统的节能模拟优化[J]. 曾丽萍,雷奥军,张泉,凌丽. 建筑热能通风空调. 2018(11)
[2]高速电主轴冷却系统模型建立[J]. 陆峰,王强,张丽秀,张珂,吴玉厚. 机械科学与技术. 2018(03)
[3]一种数据机房散热方式节能解决方案[J]. 孙铁柱,毛彬. 制冷与空调(四川). 2018(01)
[4]大连市某数据中心空调系统节能设计及经济分析[J]. 宫晔,钟世民,韩海泉. 建筑热能通风空调. 2017(10)
[5]温和地区数据中心新风自然冷却节能技术探讨[J]. 耿海波,李建尧,邹成. 暖通空调. 2017(10)
[6]大型数据中心机房新风空调节能研究[J]. 顾小杰,李晓冬,曹建,胡宇阳. 暖通空调. 2017(10)
[7]基于自然冷源应用的数据中心节能潜力研究[J]. 董凯军,李平界,吕太,苏林,刘腾庆,孙钦. 可再生能源. 2017(09)
[8]竖直通道内下降液膜蒸发换热的数值研究[J]. 王仙茅,常华健,杨林,赵瑞昌. 原子能科学技术. 2016(09)
[9]地板送风数据机房空调系统气流组织的优化[J]. 张恺,张小松,李舒宏. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[10]数据机房冷通道封闭技术应用及模拟分析[J]. 陈杰. 暖通空调. 2015(06)
博士论文
[1]安卓平台安全性增强关键技术的研究[D]. 张源.复旦大学 2014
[2]机房用乙二醇换热器优化控制的研究[D]. 王润涛.东北农业大学 2012
[3]微器件中流体的流动与混合研究[D]. 张凯.浙江大学 2007
硕士论文
[1]微热管技术在城市轨道机车牵引变流器冷却单元热控机制研究[D]. 吴俊廷.吉林建筑大学 2018
[2]基于三维渲染技术的飞机辐射计算[D]. 卢闯.西安电子科技大学 2018
[3]基于分离式热管的数据中心散热系统设计与能效分析[D]. 刘欢.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2017
[4]数据机房用顶置空调数值模拟及性能研究[D]. 王利平.湖南大学 2015
[5]小型高热密度数据机房节能改造研究[D]. 鲁念.华中科技大学 2015
[6]袋式除尘器脉冲喷吹清灰作用形成机制的数值模拟[D]. 张宽.东北大学 2014
[7]复合材料螺旋桨流固耦合特性研究[D]. 李果.上海交通大学 2014
[8]数据机房热管理的数值模拟与优化分析[D]. 郭永凤.西安电子科技大学 2013
[9]高热密度服务器机柜液冷系统的分析和实验研究[D]. 蒋贤国.北京工业大学 2012
[10]公路卧铺客车车室内热环境与热舒适性的数值研究[D]. 卢祖秉.长安大学 2010
本文编号：3219024
【文章来源】：吉林建筑大学吉林省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同系统气流组织原理图
图 1-2 微热管阵列实物与结构图Fig.1-2 Physical and structural diagram of micro heat pipe arrays（1）槽道式吸液芯热管对于槽道芯热管的研究，Khrustal[41]等研究了适用于高热流密度的槽道芯热管，当热管运行温度达到 120℃时，热管在径向可承受的热流密度为200W/cm2，轴向上可承受热流密度为 150W/cm2。一些学者提出在硅片（元件的衬底）上表面直接刻蚀槽道，加工成热管形式可有效对元件进行散热。Launay[42]等在硅片的表面刻蚀三角形槽道，组成微热管，加工成微槽的数量分别为 55 个和 25 个两种热管，研究其潜在的性能，对热管的充液量及边界条件进行了实验研究。研究表明，当充液率为 24%时，传热系数可提升 7%。相对于硅片的导热系数，以硅为基础材料的微热管传热系数得到明显提升。
原模型的主要特征，对于对结果影响较小的对模型的应用效果进行评价，确保数值模拟理工作主要包括：模型建立、网格划分、网件设置、模拟准确性验证等工作。数据机房 CFD 模型搭建据采集）所使用的机房平面图如图 3-1 所示、机柜、服务器、冷、热通道组成，实验主、回风口，机柜上、中、下三个位置进口和机柜的垂直高度 2200mm，空调垂直高度 2
【参考文献】：
期刊论文
[1]数据中心湖水源自然冷却系统的节能模拟优化[J]. 曾丽萍,雷奥军,张泉,凌丽. 建筑热能通风空调. 2018(11)
[2]高速电主轴冷却系统模型建立[J]. 陆峰,王强,张丽秀,张珂,吴玉厚. 机械科学与技术. 2018(03)
[3]一种数据机房散热方式节能解决方案[J]. 孙铁柱,毛彬. 制冷与空调(四川). 2018(01)
[4]大连市某数据中心空调系统节能设计及经济分析[J]. 宫晔,钟世民,韩海泉. 建筑热能通风空调. 2017(10)
[5]温和地区数据中心新风自然冷却节能技术探讨[J]. 耿海波,李建尧,邹成. 暖通空调. 2017(10)
[6]大型数据中心机房新风空调节能研究[J]. 顾小杰,李晓冬,曹建,胡宇阳. 暖通空调. 2017(10)
[7]基于自然冷源应用的数据中心节能潜力研究[J]. 董凯军,李平界,吕太,苏林,刘腾庆,孙钦. 可再生能源. 2017(09)
[8]竖直通道内下降液膜蒸发换热的数值研究[J]. 王仙茅,常华健,杨林,赵瑞昌. 原子能科学技术. 2016(09)
[9]地板送风数据机房空调系统气流组织的优化[J]. 张恺,张小松,李舒宏. 东南大学学报(自然科学版). 2016(01)
[10]数据机房冷通道封闭技术应用及模拟分析[J]. 陈杰. 暖通空调. 2015(06)
博士论文
[1]安卓平台安全性增强关键技术的研究[D]. 张源.复旦大学 2014
[2]机房用乙二醇换热器优化控制的研究[D]. 王润涛.东北农业大学 2012
[3]微器件中流体的流动与混合研究[D]. 张凯.浙江大学 2007
硕士论文
[1]微热管技术在城市轨道机车牵引变流器冷却单元热控机制研究[D]. 吴俊廷.吉林建筑大学 2018
[2]基于三维渲染技术的飞机辐射计算[D]. 卢闯.西安电子科技大学 2018
[3]基于分离式热管的数据中心散热系统设计与能效分析[D]. 刘欢.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2017
[4]数据机房用顶置空调数值模拟及性能研究[D]. 王利平.湖南大学 2015
[5]小型高热密度数据机房节能改造研究[D]. 鲁念.华中科技大学 2015
[6]袋式除尘器脉冲喷吹清灰作用形成机制的数值模拟[D]. 张宽.东北大学 2014
[7]复合材料螺旋桨流固耦合特性研究[D]. 李果.上海交通大学 2014
[8]数据机房热管理的数值模拟与优化分析[D]. 郭永凤.西安电子科技大学 2013
[9]高热密度服务器机柜液冷系统的分析和实验研究[D]. 蒋贤国.北京工业大学 2012
[10]公路卧铺客车车室内热环境与热舒适性的数值研究[D]. 卢祖秉.长安大学 2010
本文编号：3219024
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