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数据机房热负荷实验测试及三维数值模拟研究

作　者: 张飞
导　师: 简弃非
学　校: 华南理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 数据机房热负荷实验测试数值模拟计算流体力学
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

网络通信设备对数据机房的运行环境有着较高的要求,空调系统在保障数据机房正常运行的同时,成为通信企业耗电的主要设备。对数据机房热负荷进行分析研究,改善冷量配置和气流组织结构设计成为降低数据机房能耗的重要途径。本文针对广州地区气候环境特点,以某通信企业的数据机房为实验对象,对数据机房热环境进行详细的测试、分析,力求优化机房运行环境,挖掘节能潜力。论文的主要研究工作及成果如下:基于传热学与流体力学理论对数据机房热源和散热量进行分析计算,在建立数据机房动态热负荷模型的基础上,对数据机房的动态热负荷和典型日热负荷进行了计算分析,得到了该数据机房中的网络通信设备的散热量为320～360W/m~2。结合数据机房空调结构参数、机房设备配置和机房内部送、回风特性,设计了合理的测试方案。对数据机房的送风口、回风口及机架周围3个不同高度点气流的速度和温度进行了实验测量,分析了温度场、速度场的分布特征,为数值模拟计算边界条件的设定提供实验数据。基于连续性方程、动量守恒方程、K方程、??方程,建立了数据机房中气流的仿真模拟控制方程,借助CFD仿真软件对机房热环境进行数值模拟计算。通过分析与计算,给出数据机房设备的发热量、机房的气流速度场、温度场分布。对模拟结果和实测结果进行分析比对,提出优化送风口、回风口的布置方案,以达到最佳的送回风状态,使通信机架中的热量能够及时散发,降低空调负荷,达到节能的效果。根据对实验数据和数值模拟结果的综合分析,结合近年来中央空调节能技术发展的主要方向,给出了数据机房中央空调节能改造的方向建议。

数据机房热负荷实验测试及三维数值模拟研究

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