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一种提高液体冷却的效率和可靠性的方法研究

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随着数据处理需求的增长和密度的增加,有效散热的挑战也随之增加。液体冷却比基于空气的系统提供更高的效率,提高组件寿命,并降低高性能计算机、医疗激光器、MRI 机器、电源管理设备、投影仪、雷达、电视等的运营成本。然而,对混合液体和昂贵电子设备的担忧仍然存在。

解决这些问题的有效解决方案是快速断开连接 (QD)。QD 在确保可靠、无泄漏的冷却系统性能方面发挥着不可或缺的作用。鉴于液体冷却的广泛用途和当今可用的多种 QD 选项,一些关键考虑因素有助于指导为特定应用选择正确的 QD。

相同尺寸的流量和压力

QD 可以提供显着不同的流量性能。例如,对最近发布的 1/8 英寸 QD 的独立测试表明,其流速(流量系数:C V = 0.37)比目前可用的其他 1/8 英寸连接器高23%。这种更高的流量将通过连接器的压降平均降低 34%,从而最大限度地减少冷却系统泵的负担并优化性能。

在指定联轴器时,必须考虑连接器两端的压降,以了解连接器对整体系统性能的影响。要计算通过 QD 的给定流量的压降,请使用以下公式:

Q = Cv √ΔP/S Q = 以加仑/分钟为单位的流量 Cv = 连接器的流量系数ΔP = 以 PSI 为单位的压降(上游压力和下游压力之间的 Δ)S = 流体比重 g/cm^3

考虑到整个系统中可能使用的快速断开连接的数量,这种计算和指定决策会显着影响整体流量和效率。

流体介质

为确保可靠性,必须验证冷却剂和 QD 之间的化学兼容性,它们有多种不同的材料可供选择。连接器的外壳、密封件和阀门必须能够持续暴露在冷却液中,而不会膨胀、收缩、腐蚀或以其他方式变形。适当的冷却剂选择和使用还有助于避免可能损害冷却系统的其他问题,例如非金属部件的降解和阻碍流体通道和阀门的生物生长或碎屑。

密封件和阀门

无泄漏 QD 联轴器允许在压力下断开连接而不会滴漏或泄漏——这是保护电子设备免受流体接触和实现设备热插拔的关键因素。

液体冷却应用中使用的 QD 一次保持连接数月或数年,但断开连接后,它们必须完美运行且无冷却液滴落。一些阀门技术更适合这些情况。寻找采用无摩擦阀门的 QD,它可以消除由于密封压缩变形而导致的阀门粘连,并保持较低的连接力。

虽然许多 QD 采用 O 形圈,但一些连接器提供多瓣密封。多瓣密封提供冗余保护,防止泄漏,更好地抵抗碎屑或外来污染物,并且连接所需的力更小。多叶密封件也比 O 形圈更好地保持其形状,这有助于在延长连接期间保持 QD 性能。

双密封内部阀门在连接时打开,在断开时关闭以实现无滴漏断开 - 对于电子设备的液体冷却至关重要。双关断联轴器使用提升阀,将少量液体截留在联轴器体内,断开时会滴出。虽然泄漏可能只是一两滴,但它可能会引发电子产品的安全性或可靠性问题。相比之下,真正的干式断开联轴器具有齐平阀,仅允许在阀表面上涂上一层冷却液,几乎消除了滴到重要部件上的可能性。即使在打开位置运行数月或数年之后,高质量、精密制造的内部冲洗阀也能确保在断开连接时安全、自动关闭。

金属、塑料——或两者兼有

一些液体冷却系统使用为液压行业开发的全金属球套式联轴器。然而,这些联轴器的密封件和内部阀门并不是为低压/高流量应用或易用性而设计的。

金属量子点仍然很受欢迎,因为它们坚固耐用并且能够承受粗暴的处理。然而,全金属量子点更容易受到腐蚀,冷却系统维护是促进持久无泄漏性能的必要条件。选择金属 QD 时,请务必选择专为液体冷却应用设计的产品。

由工程聚合物制成的量子点在低压 (<200 psi)、中温 (<80°C) 应用(例如电子液体冷却)中提供了足够的强度和耐用性。高质量的聚合物可生产坚固、紧凑、重量轻且成本较低的量子点,从而消除腐蚀风险——这是维持冷却系统运行的关键。第三种“两全其美”的选择将金属外部的强度与内部的高性能工程聚合物组件相结合。坚固的外部可承受物理滥用,而坚固的工程级热塑性塑料可抵抗腐蚀并优化流动。

Adroit 闩锁和接头设计简化了 QD 的使用

一种较旧的技术,球套式联轴器使用起来很麻烦,技术人员操作起来很困惑,而且价格昂贵。相比之下,配备精心设计的 QD 的冷却系统使维护和维修更容易。

QD 的一个看似微小但意义重大的进步是结合了符合人体工程学设计的拇指闩锁,以实现简单、直观、单手操作。按下拇指闩锁可快速连接或断开 QD。今天提供的其他方便实用的功能包括带有咔哒声的闩锁,发出安全连接的信号,以及彩色编码部件,以确保准确的冷侧和回流侧连接。无溢出 QD 功能,如旋转和肘关节、颜色编码和拇指闩锁,可创建快速、简单和万无一失的液体冷却连接。

连接器的安装配置往往是事后才想到的。有了多种可用的安装选项——螺纹、直列、刚性安装、面板安装、弯头——设计师和工程师应该为制造商和最终用户选择最方便的安装选项。这是另一个所有 QD 不相等的领域。一些 QD 现在包含旋转接头和弯头,以消除管扭结并允许更轻松的连接和断开连接,尤其是在狭小的空间中。

结论

如果连接不能以最佳方式运行,则连接是冷却系统的一个脆弱点。由于能够从多个 QD 平台和制造商中进行选择,因此没有理由冒性能不佳的 QD 导致滴漏、泄漏、流量受损或连接或断开管道的麻烦的风险。相反,高质量、坚固的 QD 使用户能够快速而自信地连接冷却系统组件。

了解液体冷却需求的 QD 供应商提供了广泛的 QD 选择,包括专用冷却联轴器和定制设计能力。围绕闭锁机构、高流量阀门和先进材料的技术进步提供了优于旧技术连接器的显着优势,为冷却系统设计人员消除了风险,同时简化了满足最终用户要求的能力。

专为液体冷却应用设计的量子点可提高系统可用性、效率和长期无泄漏性能。

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标签: 液冷、数据中心等 导热散热 点击: 评论:

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