机载蒸发循环系统两相流换热特性实验研究

相变传热凭借其良好的传热能力和较低的能耗的特点在航空航天领域的电子设备冷却尤其是蒸发制冷循环系统中得到应用。飞行器在机动飞行或进出大气层都会遇到超重状态。超重状态下的两相流的流动及传热特性相对于静止状态时候发生了很大的变化。以流动水为介质,通过搭建旋转平台对超重状态下两相流系统进行了实验研究,得到流体在过载时流动特性和传热特性的初步变化规律。结果显示超重对流动和换热都会产生显著影响。试验结果对于飞行器上相变换热器的理论分析和设计积累了有价值参考资料。     

数据中心自然冷却用泵驱动两相回路系统?分析

为了降低数据中心总能耗,本文提出了用于数据中心自然冷却泵驱动两相回路系统。基于稳流系统?平衡方程,对系统进行了优化分析,建立了系统及主要部件的?平衡模型,对3种工况下系统的?和?损进行了理论和实验对比,分析了各个部件的?损变化趋势和?损占比。结果表明:系统?损占比最大的装置是蒸发器,高达40%以上,其次是冷凝器和泵,达到了25%左右,故在系统性能优化时,应依次考虑蒸发器、冷凝器和泵;对蒸发器和冷凝器优化可采取提高换热器的传热系数、增加传热面积、合理设定室内温度;对泵优化时,应尽量保证其热力学过程接近定熵过程。     

相变喷雾冷却技术的研究进展

论述了中国国内外近年来喷雾冷却技术在沸腾区相变换热的研究进展,并对影响沸腾区喷雾冷却换热性能的喷雾特性及外部特性作了总结.沸腾区的研究包括实验研究和理论及数值研究两部分内容.实验研究主要分为两方面:一是对整体换热性能的研究;二是针对临界热流密度(CHF)的研究;理论及数值研究主要集中在对液膜分布、气泡生长及二次成核等过...     

磁力泵驱动两相冷却复合制冷系统特性分析和实验研究

为降低数据中心制冷系统的能耗,搭建了一种磁力泵驱动的两相冷却复合制冷装置,并对其进行了实验研究。结果表明,室外温度15℃时,泵循环模式的EER随冷凝器迎面风速先增大后减小,当风速为1 m/s时EER获得最大值。在热负荷为7.3 k W条件下,实验获得了两种运行模式的最佳转换温度;最后以哈尔滨和石家庄地区为例,模拟计算出泵驱动模式的全年最佳运行时间比。     

基于R410A的板式换热器两相仿真计算模型

建立了R410A的板式换热器两相仿真计算模型,基于实验数据对模型进行了误差分析和比较,总结了影响两相换热的影响因素.通过关联式修正,冷凝换热模型平均误差可以达到5%以下;蒸发换热在Yan and Lin模型基础上修正的形式与已有文献相比拟合精度提高10%,平均误差为6.5%,离散度减小.压降方面,基于Yan and Lin和Shah-Focke模型的修正压降关联式,实验数据验证该式平均误差2.5%,最大误差8%.     

数据中心冷却技术的发展与演进

对数据中心冷却技术的发展与演进进行阐述与分析。从数据中心的冷却对象对温湿度的环境要求出发,重点介绍ASHRAE TC9.9《数据处理设备热指南》的技术要求演进,根据其所划分的4个等级的数据中心热环境,得到相关结论;分析不同的冷却方案与不同气流组织形式之间的对应关系;通过对比风冷与水冷的传热技术参数,发现随着数据中心的大规模扩张和单机柜功率密度的增大,水冷技术的规模效应和节能优势得以凸显;对自然冷却技术(直接或间接自然冷却)的应用进行分析,指出结合地理气象条件和建筑特点,有多种冷却技术可以联合应用。     

泵驱动两相冷却机组及其节能效果实验研究

当气温较低时,泵驱动两相冷却机组较之传统的蒸气压缩式空调能耗更低,EER更高,在数据中心节能降耗方面具有很大的应用潜力。但粗糙的控制策略不仅阻碍了冷却机组性能的提高,还严重影响了室内温控精度,对其实际应用极为不利。为了使其更好的应用于小型数据中心,本文研制了相应的控制系统,研究了其在某小型数据中心中实际应用时的运行性能,拟合了换热特性曲线,并进行节能性分析。结果表明:当室内温度设定为22℃、室外温度低于10℃时,采用此机组对数据中心机房进行散热能够满足室内负荷要求,与采用空调散热相比节省电能至少26.77%,具有良好的节能效果。     

采用多通道直冷板的两相循环冷却系统实验研究

本文搭建了以R1233zd(E)为工质的多通道直冷板两相循环冷却系统,并在冷凝温度为10、15、20 ℃,质量通量147~882 kg/(m2?s),热流密度7.73~39.75 kW/m2工况下对系统热力学循环和冷却性能进行实验研究。实验结果表明：质量通量上升,出口制冷剂焓值降低,热流密度上升,蒸发压力与出口制冷剂焓值升高。不同热流密度下冷板壁面温度随质量通量的变化趋势有所不同：当热流密度为7.73 kW/m2时,制冷剂质量通量由147 kg/(m2?s)增至735 kg/(m2?s),最大温差由2.9 K降至1.6 K;当热流密度为39.75 kW/m2时,最大温差由3.6 K增至5.2 K。不同质量通量下,换热系数随热流密度增加有不同幅度的升高：质量通量为147 kg/(m2?s)时,换热系数由1 843 W/(m2?K)增至4 528 W/(m2?K);而质量通量为588 kg/(m2?s)时,在相同条件下换热系数由1 536 W/(m2?K)增至3 569 W/(m2?K)。     

CO2分离式热管在数据中心的应用

本文通过实验研究了应用于数据中心的CO2分离式热管系统,对比分析了CO2热管与R22热管的最大传热能力、总传热热阻和驱动温差,结果表明:在相同充液率下,CO2热管的最大传热能力明显大于R22热管,当上升管和下降管管径为9 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为3300 W和1500 W,当管径为12 mm时,CO2热管和R22热管的最大传热能力分别为5400 W和2200 W;CO2热管的正常负荷范围大于R22热管,但总传热热阻小于R22热管;不同传热量下,与R22热管相比,CO2热管所需的驱动温差平均低4℃,即相同条件下CO2热管系统所需的冷源温度可以提高4℃。以小型数据机房为例,结合上海气候条件计算得出,采用CO2热管系统的年耗电量比R22热管系统减少7.425×105 kW·h,比集中送风空调系统减少3.182×106 kW·h。     

数据中心自然冷却技术研究进展

数据中心的能耗增长日益受到关注,其能耗的很大部分是用于机房冷却。采用节能冷却方法是节能减排的迫切要求,自然冷却技术是其中的有效方法之一。自然冷却技术的实施有三种主要方式:空气侧自然冷却、水侧自然冷却和热管自然冷却。空气侧自然冷却简便易行且节能效果好,但会影响室内空气质量和湿度。水侧自然冷却可以在原有的空调机组上改造实现,但由于增加了中间传热过程其节能效果有限。热管自然冷却避免了对室内环境的影响,且同时利用相变传热节能效果较好。本文总结了近年来这三种自然冷却技术的最新进展,为这一领域的研究提供参考。     

平行小通道直冷板传热特性实验研究

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注.本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分隔.通过改变制冷剂进口温度、流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流...     

泵驱动两相循环回路中工质泵的冷损失特性分析

为了充分利用室外自然冷源,将泵驱动两相循环回路系统用于数据中心自然冷却。本文通过改变系统温差、泵频率、换热面积、高低温水源温度,对工质泵的冷损失性能进行实验研究。结果表明:高温水源温度不变时,冷损率在温差为16℃、频率为15 Hz及较大换热面时最小;低温水源温度不变时,不同温差下,当蒸发器和冷凝器个数均为5个时系统冷损率最小,且不超过3. 20%;高温水源温度越高,冷损率越低,本实验高温水源温度为26℃时,冷损率最低,且不超过2. 82%。     

数据中心冷却用动力型热管的实验研究

为研究用于数据中心的动力型热管系统性能,本文在焓差法实验室对三类压缩机性能进行了实验研究,结果表明:1)带气泵功能的压缩机具备低压缩比运行能力,可根据室外环境温度以及室内负荷不同分别切换不同工作模式,简化系统配置,具有很好节能效益,其中变频转子压缩机COP可以超过20,变频涡旋压缩机COP接近20,可以较好的替代液泵; 2)中小型机房空调领域,综合利用气相动力型热管与压缩制冷技术,拓宽了自然冷却利用时间,全年能效比AEER远高于常规机房空调,配合运用地域性风冷、水冷、蒸发冷等节能方式,为现代数据中心节能减排提供了新的思路; 3)大型数据中心空调领域,磁悬浮压缩机COP超过20,具有较高的节能效益,但与液泵相比仍具有一定差距,同时离心式压缩机作为气泵运用存在循环不畅的现象,需要液泵进行压头补偿。     

泵驱动两相冷却系统性能优化与变工质特性研究

本文提出一种泵驱动两相冷却系统,用于数据中心自然冷却,以实现节能减排的目的。搭建了实验台,围绕可能对系统性能产生影响的换热器内部阻力、换热器迎面风速、工质质量流量和工质种类等因素进行了实验研究,分析了各因素对机组换热量和EER的影响。结果表明:内部阻力的减小有助于机组功率的减小与EER的提升;质量流量过大或过小、风速过高或过低都对系统性能不利;R32在泵驱动两相冷却系统中的性能全面优于R22,但存在高温下工质泵低频供液不足的问题。     

数据中心刀片式服务器不同冷却方式的模拟对比

本文以刀片式服务器的冷却为研究对象,应用6SigmaDC软件的电子热分析模块,构建了刀片式服务器模型,对不同参数下的翅片式散热器在刀片式服务器中的散热情况进行了数学模拟。得到翅片式散热器翅片高度、齿数、翅片厚度等多个参数对散热器散热性能的影响规律,通过对比分析得到翅片散热器的最优结构参数,及芯片风冷散热所能达到的最低温度。为优化芯片的散热,在相同服务器上构建冷水板水冷散热模型,与风冷散热时芯片的温度进行对比,得出芯片水冷散热性能是风冷散热的1. 3倍。基于刀片式服务器内部温度分布分析,提出刀片式服务器采用风冷与水冷相结合的混合冷却为最佳散热方式,为数据中心服务器的散热设计提供了理论参考。     

辐射供冷系统结露问题的研究现状

辐射供冷空调系统具有良好的热舒适性、室内空气品质佳、低能耗等优点。然而辐射供冷空调有三大主要问题:易结露,供冷能力有限以及初投资过大等。针对辐射供冷结露的问题,介绍近十几年来国内外学者的实验研究分析及其控制方法,并对其发展趋势进行简单总结。