分离式微通道热管低风量下换热性能模拟研究
发布时间：2021-08-06 06:33
为了降低数据中心的运行能耗,分离式热管冷却系统会根据实际负载降低风扇转速,造成换热性能的衰减.为了对低风量和低负载下分离式微通道热管的换热性能进行研究和分析,建立了适用于预测低风量下分离式微通道热管换热性能的一维稳态模型,并与试验结果对比,验证了模型的准确性,其最大预测平均偏差为6.3%.利用该模型研究了运行参数对分离式微通道热管的换热性能和数据中心热安全的影响.不同风量下,服务器排风温度从27℃上升至39℃时,系统换热量均有超过60%的提升;冷冻水供水温度从6℃提升至18℃会导致系统换热量最高下降41.8%.在200～1 400 m3/h风量下,增加蒸发器和冷凝器的高度差可有效提升系统换热量和制冷剂质量流量,风量越大,换热量增长率越高.但在相同风量下,随着高度差的逐渐增大,换热量增长率逐渐降低.研究结果对分离式微通道热管在数据中心的设计优化和节能运行有一定促进作用.
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图1 分离式微通道热管及蒸发器结构
模型的计算流程如图2所示，流程图中所用到的关联式在表2中给出.模型计算过程如下：1）输入各部件几何结构参数、制冷剂初始状态参数、风侧和水侧流体入口参数；2）假设制冷剂流量为Gr，蒸发器入口压力为pe,in，蒸发器入口焓值为he,in;3）计算蒸发器微元入口干度，并根据干度选择对应换热关联式，通过ε-NTU方法计算第一个微元的热流密度qi，并与假设的热流密度q0进行对比和迭代，直到计算收敛（收敛误差为0.1%);4）将上一个微元的制冷剂出口参数作为下一个微元的入口参数进行运算，并依次计算蒸发器、连接管及冷凝器，得到了模型计算的入口压力pe,in、蒸发器入口焓值he,in、制冷剂充注量mr.若计算值与假设值出现偏差，则调整相应的假设参数，直到最终3个参数全部收敛（收敛误差为0.1%);5）输出计算结果.2 模型验证
从图3中可看出，风侧雷诺数在600～1 400 m3/h风量下均低于100，此时模型对换热量、制冷剂的质量流量、蒸发器出口温度及蒸发换热系数的预测绝对平均偏差分别为4.0%、3.1%、6.3%，证明了模型在低风量下具有较高的预测精度.3 结果与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有微通道蒸发器的分离式热管启动与换热研究[J]. 颜俏,贾力,彭启,魏立婷,刘策. 工程热物理学报. 2019(05)
[2]微通道背板热管系统最佳充液率实验研究[J]. 肖湘武,张泉,凌丽,岳畅,娄建民,易军. 低温与超导. 2018(04)
[3]微通道分离式热管换热特征的模拟研究[J]. 张泉,娄建民,凌丽,吴亚凝,曾丽萍. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]基站用微通道分离式热管换热性能实验研究[J]. 张泉,吴亚凝,凌丽,娄建民,廖曙光,沙正勇. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究[J]. 胡张保,张志伟,李改莲,邵双全,胡手槟. 流体机械. 2015(11)
[6]采用微通道蒸发器的分离式热管充液率实验研究[J]. 胡张保,张志伟,金听祥,邵双全,张海南. 制冷学报. 2015(04)
硕士论文
[1]基于微通道换热器的分离式重力热管性能分析及优化[D]. 孙一牧.合肥工业大学 2018
本文编号：3325265
【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图1 分离式微通道热管及蒸发器结构
模型的计算流程如图2所示，流程图中所用到的关联式在表2中给出.模型计算过程如下：1）输入各部件几何结构参数、制冷剂初始状态参数、风侧和水侧流体入口参数；2）假设制冷剂流量为Gr，蒸发器入口压力为pe,in，蒸发器入口焓值为he,in;3）计算蒸发器微元入口干度，并根据干度选择对应换热关联式，通过ε-NTU方法计算第一个微元的热流密度qi，并与假设的热流密度q0进行对比和迭代，直到计算收敛（收敛误差为0.1%);4）将上一个微元的制冷剂出口参数作为下一个微元的入口参数进行运算，并依次计算蒸发器、连接管及冷凝器，得到了模型计算的入口压力pe,in、蒸发器入口焓值he,in、制冷剂充注量mr.若计算值与假设值出现偏差，则调整相应的假设参数，直到最终3个参数全部收敛（收敛误差为0.1%);5）输出计算结果.2 模型验证
从图3中可看出，风侧雷诺数在600～1 400 m3/h风量下均低于100，此时模型对换热量、制冷剂的质量流量、蒸发器出口温度及蒸发换热系数的预测绝对平均偏差分别为4.0%、3.1%、6.3%，证明了模型在低风量下具有较高的预测精度.3 结果与讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有微通道蒸发器的分离式热管启动与换热研究[J]. 颜俏,贾力,彭启,魏立婷,刘策. 工程热物理学报. 2019(05)
[2]微通道背板热管系统最佳充液率实验研究[J]. 肖湘武,张泉,凌丽,岳畅,娄建民,易军. 低温与超导. 2018(04)
[3]微通道分离式热管换热特征的模拟研究[J]. 张泉,娄建民,凌丽,吴亚凝,曾丽萍. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]基站用微通道分离式热管换热性能实验研究[J]. 张泉,吴亚凝,凌丽,娄建民,廖曙光,沙正勇. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]采用微通道蒸发器的分离式热管空调传热性能的试验研究[J]. 胡张保,张志伟,李改莲,邵双全,胡手槟. 流体机械. 2015(11)
[6]采用微通道蒸发器的分离式热管充液率实验研究[J]. 胡张保,张志伟,金听祥,邵双全,张海南. 制冷学报. 2015(04)
硕士论文
[1]基于微通道换热器的分离式重力热管性能分析及优化[D]. 孙一牧.合肥工业大学 2018
本文编号：3325265
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3325265.html
