数据中心用泵驱动两相冷却回路换热特性研究

《数据中心用泵驱动两相冷却回路换热特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TK124密级：公开UDC：621.1学校代码：10005博士学位论文DOCTORALDISSERTATION论文题目：数据中心用泵驱动两相冷却回路换热特性研究论文作者：张双学科：热能工程指导教师：马国远教授论文提交日期：2015年6月UDC：621.5学校代码：10005中文图书分类号：TK124学号：B201105013密级：公开北京工业大学工学博士学位论文题目：数据中心用泵驱动两相冷却回路换热特性研究英文题目：STUDYONHEATTRANSFERCHARACTERISTICSOFAPUMP-DRIVENTWO-PHASECOO

2、LINGLOOPFORDATACENTERS论文作者：张双学科：热能工程研究方向：制冷与空调系统的环保节能技术及可持续建筑物申请学位：工学博士指导教师：马国远教授所在单位：环境与能源工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：北京工业大学DissertationSubmittedtoBeijingUniversityofTechnologyforDoctorDegreeinEngine

3、eringSTUDYONHEATTRANSFERCHARACTERISTICSOFAPUMP-DRIVENTWO-PHASECOOLINGLOOPFORDATACENTERSZHANGSHUANGSupervisedbyProfessorMAGUOYUANMajorinThermalEngineeringBeijingUniversityofTechnologyJune,2015独创性声

4、明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：张双日期：2015年07月10日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论

5、文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：张双日期：2015年07月10日导师签名：马国远日期：2015年07月10日摘要摘要能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一。随着大数据时代的到来，数据中心数量和能耗迅速上升，其中空调能耗占总能耗40%左右。在过渡季节和冬季，可利用室外自然冷源对数据中心进行冷却，降低空调能耗。本文设计一种泵驱动两相回路换热装置用于数据中心自然冷却，通过仿真和试

6、验对其换热特性进行了深入研究，主要内容包括：基于工质在蒸发器出口和冷凝器进口状态，归纳出四种循环模式，过热循环、两相循环、过冷-两相循环和过冷循环，通过理论和试验发现两相循环为最佳模式。利用传热和压降方程建立泵驱动两相回路的一维稳态数学模型，并分析了各段阻力对系统循环和换热的影响。随着蒸发器进口到储液罐进口的工质流动阻力增加，蒸发器进口工质过冷度升高；随着冷凝器出口到储液罐进口的阻力增加，蒸发器进口和冷凝器出口的工质过冷度均升高；随着蒸发器或冷凝器阻力的增大，换热量先升高后降低。蒸发器与冷凝器连接管和冷凝器出口到储液罐进口连接管阻力增大，两器总换热量

7、逐渐降低，前者阻力对应的换热衰减率大于后者。在蒸发器内，工质温度先升高后降低，当工质达到饱和液时，蒸发器内出现温差窄点和换热窄点。蒸发器的换热量分布主要集中在换热器的进口段和出口段。在冷凝器内，工质温度逐渐降低，冷凝器内微元换热量逐渐降低。当工质达到饱和液时，冷凝器出现温差拐点和换热拐点。通过分析表明，蒸发器与冷凝器结构和运行条件相同时，单回路纯工质的泵驱动极限温度效率为50%。基于温差均匀性原理，提出一种多回路泵驱动两相回路换热装置，推导出换热装置的总温度效率与回路数和单回路温度效率的计算公式。单回路效率高时，回路数选择较少为宜，单回路效率低时，回

8、路数选择较多为宜。通过试验研究，分析了泵驱动两相回路的流量特性和换热特性。在不同换热温差下，随着流量的增大，