مطياف هوس داخلي مضبوطات متدفقة: ما يحتاج إليه المهندسون

وعندما يختار المهندسون خرطوم التبريد السائل لمركز بيانات AI، يكون قطرها الداخلي واحدا من أهم الأبعاد التي ينبغي تقييمها، ويؤثر الهواة بشكل مباشر على منطقة التدفق المتاحة وسرعة التبريد والمقاومة الهيدروليكية.

غير أنه لا ينبغي اختيار حجم الخرطوم بمجرد مضاهاة ميناء الاتصال بوحدة الخادم أو المزيج أو التبريد، فمعدل التدفق المطلوب، وخصائص التبريد، وطول الخنازير، وهبوط الضغط المسموح به، والتجهيزات، ووصلات الأشعة فوق البنفسجية تؤثر جميعها على حجم الخرطوم المناسب.

وبالنسبة لنظم التبريد العالية الكثافة لمراكز البيانات التابعة لمؤسسة AI، فإن فهم العلاقة بين مقياس الطوفان الداخلي ومعدل التدفق يمكن أن يساعد المهندسين على بناء تصميم هيدروليكي أكثر توازنا.

لِمَ (ليكورد كولينغ)

ويحدّد القاعد الداخلي المنطقة المتقاطعة المتاحة للتبريد من خلال الخرطوم.

ويمكن التعبير عن منطقة التدفق الداخلي على أنها:

أين ألف منطقة التدفق الداخلي دال هو قطر الخرطوش الداخلي

ونظراً لأن قطرها مربوط في هذه العلاقة، فإن تغييراً صغيراً نسبياً في قطرها الداخلي يمكن أن يحدث تغييراً مجدياً في منطقة التدفق المتاحة.

وهذا هو السبب في أنه ينبغي للمهندسين أن ينظروا في الهويات الفعلية بدلا من الاعتماد فقط على حجم الخرطوم الاسمي عند تصميم دائرة التبريد السائل.

كم هويّة هويّة مُدهشة

وترتبط معدلات التدفق وسرعة التبريد ارتباطا وثيقا.

ويمكن التعبير عن العلاقة الأساسية على أنها:

أين Q هو معدل تدفق الحجم ألف منطقة التدفق خامسا متوسط السرعة المبردة

وإذا ظل معدل التدفق المطلوب ثابتاً في حين أن الهويّة تصبح أقل، فإن منطقة التدفق المتاحة تنخفض، ولذلك فإن المبرد يحتاج إلى السفر في متوسط أعلى.

ويؤدي ارتفاع السرعة عموما إلى زيادة المقاومة الاحتكاكية ويمكن أن يسهم في زيادة فقدان الضغط من خلال الخرطوم.

ماذا يحدث عندما يكون الهوس صغير جدا؟

خرطوم ناقص يمكن أن يخلق العديد من التحديات الهيدروليكية.

• السرعة العالية المبردة
• انخفاض الضغط العالي
• الاحتياج إلى زيادة ضغط المضخات
• انخفاض الهامش الهيدروليكي
• زيادة الحساسية للقيود المفروضة على الملاءات والقوارب

وتصبح هذه الآثار أكثر أهمية عندما تحتوي حلقة التبريد على عدة جمعيات للخرائط، والتجهيزات، وزيارات الـ (UQD)، وقطع غيار، ولوحات باردة.

ما يحدث عندما يكون الهوس هو كبير جدا؟

إن قطر داخلي أكبر ليس الحل الأفضل تلقائيا.

ويمكن أن تؤدي زيادة الهوية الهوائية إلى الحد من المقاومة الهيدروليكية في ظل ظروف تدفقية مماثلة، ولكن قد تحتاج خرطوم أكبر أيضا إلى مزيد من أماكن التركيب والتجهيزات الأكبر.

يمكن أن يؤثر أيضاً على التحوّل بالمرونة ودرجة الغطس الذي يمكن أن يصبح مهماً داخل رفوف الخادم عالية الكثافة

ولذلك، فإن الهدف ليس اختيار أكبر خرطوم ممكن، بل اختيار هوية تفي بالمتطلبات الهيدروليكية دون خلق قيود ميكانيكية لا لزوم لها.

معدل الإنفجار يجب أن يُحدّد قبل أن يُحدّد

وينبغي أن يبدأ تصعيد الهوس عادة بمعدل التدفق المبرد المطلوب.

ويتوقف التدفق المطلوب على عوامل مثل حمولة التبريد، وخصائص التبريد، وارتفاع درجة الحرارة المسموح بها، وهيكل نظام التبريد.

وللاطلاع على معلومات إضافية، انظر:

فهم متطلبات تدفق المبردات في مراكز البيانات الخاصة بالمبادرة

هويّة الهوية والضغط

ويمثل انخفاض الضغط أحد أهم العوامل الهيدروليكية التي تأثرت بمقياس الخرطوم الداخلي.

ومع تحركات التبريد من خلال خرطوم، فإن الاحتكاك بين السوائل وحائط الخرطوم يسبب فقدان الطاقة، ويتوقف انخفاض الضغط الناجم عن ذلك على عدة متغيرات.

• مقياس داخلي
• معدل الانخفاض
• طوله
• القناع الرائع
• درجة الحرارة الباردة
• الخصائص السطحية الداخلية
• البنادق والتجهيزات

وبالنسبة لمعدل مبرد وتدفق معين، فإن الهويّة الصغيرة تؤدي عموما إلى مقاومة هيدروليكية أكبر.

وللاطلاع على مناقشة أكثر تفصيلا، انظر:

Liquid cooling Hose Pressure drop: How to Calculate and Control it in AI Data Centers

Hose Length Also Affects Pressure drop

ولا ينبغي النظر في المقياس الداخلي بمعزل عن طول الخرطوم.

وفي ظل ظروف مماثلة أخرى، تتسبب خرطوم أطول عموما في فقدان ضغط احتكاكي أكبر من خرطوم أقصر.

غير أن جعل الخرطوم قصيراً بلا داع يمكن أن يخلق توتراً في التركيب أو يقيد حركة المعدات أو يجعل الوصول إلى الخدمات أكثر صعوبة.

فالهدف العملي هو طول خرطوم يدعم المسار المطلوب مع الحفاظ على المقاومة الهيدروليكية في حدود تصميم النظام.

الازدهار المبرد

وقد تكون لسوائل التبريد المختلفة خصائص مختلفة من حيث الحساسية والخصائص الحرارية، وتؤثر هذه الخصائص على المقاومة الهيدروليكية، ومن ثم يتعين النظر فيها أثناء عملية التخدير.

ويمكن أيضاً أن تتغير درجة الحرارة نتيجة لذلك، ينبغي النظر في الأداء الهيدروليكي عبر نطاق درجة حرارة التشغيل المتوقعة بدلاً من أن يكون في درجة حرارة واحدة فقط.

والتوافق السليم هو اعتبار منفصل آخر، ولا بد أن تكون مادة خرطوم متوافقة مع المبرد المقصود طوال ظروف الخدمة المتوقعة.

انظر:

How coolant Compatibility Affects Liquid cooling Hose Selection for AI Data Centers

هويّة هويّة ليست مجرّد دفء

ويمكن أن تظل خرطوم مجهز بشكل صحيح جزءا من جمعية تقييدية هيدراليا.

ويمكن أن تسهم عناصر أخرى في فقدان الضغط الكلي، بما في ذلك:

• رسوم
• قوارب مقروءة
• القيم
• المعادن
• لوحات باردة
• الأفلام
• عناصر أخرى لمراقبة التدفق

فعلى سبيل المثال، فإن زيادة هوية الخرطوم مع الاحتفاظ بممر تدفقي أصغر بكثير داخل قسيمة يمكن أن يوفر فائدة هدرائية أقل مما هو متوقع.

UQD Couplings should be Included in the Hydraulic Design

وتوفر الانقلابات على أساس التردد العالي جدا وصلات ملائمة وقطع وصل لنظم التبريد السائل، ولكنها تصبح أيضا جزءا من مسار التدفق المبرد بمجرد تركيبها.

ولذلك ينبغي للمهندسين أن ينظروا في حجم الاتصال بقاعدة البيانات الموحدة، ومرور التدفق الداخلي، ومعدل التدفق المطلوب، وهبوط الضغط عند تصميم تجمع هوايات التبريد السائلة.

ولمزيد من المعلومات، انظر:

Liquid cooling Hose Quick Disconnects: How to Choose UQD Couplings for AI Servers

هويّة هويّة الجدار والثغرة وتعزيز

وينبغي أيضا تقييم قطر داخلي مع سمك الجدار وتعزيزه.

ويمكن أن يكون لاثنين من الهوايات نفس المقياس الداخلي ولكن أبعادا خارجية مختلفة بسبب الاختلافات في بناء الجدار أو تعزيزه.

ويمكن أن تؤثر هذه الاختلافات على ما يلي:

• القدرة على الضغط
• المرونة
• نصف قطري
• التوافق
• حيز التركيب

من أجل تطبيقات مركز البيانات ولذلك ينبغي النظر في بناء الخوارق الكاملة بدلاً من اختيار الخرطوم من جانب الهوية وحدها.

كيف يمكن لـ (هوس روتنغ) أن يُؤثر على الأداء

ولا يمثل قطر الخرطوم الداخلي النظري للخراطيم دائماً حالة تركيبها.

ويمكن أن يقيّد الإفراط في الركود، أو الارتداد الحادة، أو الأقرباء، مرور التدفق الفعال، ويزيد من المقاومة الهيدروليكية.

ويكتسي هذا الأمر أهمية خاصة في بيئات الخواديم المدمجة التي قد تحتاج فيها الخنازير إلى المرور عبر مساحات محدودة حول الخواديم والمنايروس ومعدات التبريد.

انظر:

سائل التبريد الهوائي: كيفية تجنب النكات والوصايا المفرطة

كيف نختار الهوية المناسبة

ومن الممكن أن تتبع عملية تصفية خرطوم التبريد السائلي عدة خطوات.

هذا النهج يحول دون تسليح خرطوم من كونه مبنياً على بارامتر واحد فقط مثل قطر الاتصال

أصغر ضد شركة Larger Hose ID

البارامترات	هوية أصغر	ID
منطقة التدفقات	أصغر	Larger
معدل التدفق نفسه	أعلى	منخفض
المقاومة الهيدروليكية	أعلى عموما	أقل عموما
حيز التركيب	أقل عموما	أعلى عموما
المدى المحتمل	في الغالب أصغر	في الغالب أكبر
متطلبات الربط	أصغر عموما	أكبر عموما

وتوضح هذه المقارنة لماذا لا يكون أصغر خرطوم أو أكبر خرطوم متاح تلقائيا الخيار الصحيح.

معدات التبريد وتدفقات المياه الساخنة

ومعدل تدفق الخرطوم المطلوب يأتي في نهاية المطاف من الاحتياجات الحرارية لنظام التبريد.

وبالنسبة لنظام التبريد السائل، يلزم أن يكون التدفق المطلوب كافيا لنقل الكمية المطلوبة من الحرارة مع الحفاظ على ظروف درجة حرارة التشغيل المقصودة.

وبما أن خواديم منظمة العفو الدولية أصبحت أكثر طلبا من الناحية الحرارية، فإن حلقات التبريد قد تتطلب معدلات تدفق أعلى، مما يجعل التصميم الهيدروليكي أكثر أهمية.

ولذلك، ينبغي تقييم الهويات المهددة على حمولة التبريد المتوقعة بدلا من اختيارها بصورة مستقلة.

مقتطفات اختيار الهوية المشتركة

1. Selecting الحجم الساخن فقط بواسطة مقياس الميناء

لا يضمن مقياس التطابق تلقائياً الأداء الهيدروليكي المناسب

2- اختيار أصغر عدد متاح

وقد تنقذ خرطوم أصغر مساحة التركيب، ولكنها يمكن أن تزيد سرعة التبريد وفقدان الضغط بمعدل التدفق المطلوب.

3- اختيار Largest Available Hose

وقد تؤدي خرطوم أكبر إلى الحد من المقاومة الهيدروليكية، ولكنها يمكن أن تخلق متطلبات غير ضرورية للتركيب والارتباط.

4 - إغواء هوس لينغث

خرطوم أطول يؤدي بشكل عام إلى زيادة فقدان الضغط الاحتكاكي.

5. Ignoring UQD and Fitting restrictions

وقد يكون للخراطيم قطر داخلي مناسب في حين يخلق عنصر آخر قيدا كبيرا في مسار التدفق.

6. Ignoring coolant Properties

ويؤثر الازدهار البارد ودرجة الحرارة على الأداء الهيدروليكي وينبغي إدراجه في تقييم التصميم.

هويّة (هو) و (بيند راديوس) يجب أن يقيّموا معاً

والأداء الهيدروليكي الساخن هو جزء واحد فقط من عملية الاختيار.

ويجب أيضاً أن تكون خرطوم ذات قطر داخلي مناسب قادرة على اتباع المسار المطلوب دون الإفراط في الركود أو التقرب.

في رفوف الخادم عالية الكثافة ويمكن للحيز المتاح للتركيب أن يجعل هذا التوازن مهما بشكل خاص.

ينبغي أن يُقيَّم هويته كجزء من الجمعية الكاملة

ويمكن النظر إلى تجميع خرطوم التبريد السائل على أنه طريق هدروليكي كامل:

ويمكن لكل عنصر أن يسهم في انخفاض الضغط النهائي وفي أداء التدفق.

ولهذا السبب، ينبغي أن يتبع اختيار الخواتم التحقق على مستوى التجمع عند الاقتضاء.

انظر:

Liquid cooling Hose Assembly Testing: Pressure, Leak and Performance checks

القائمة المرجعية للاختيار

CJAN Liquid cooling Hose Solutions

وتضع الشبكة حلولاً لخراطيم التبريد السائلة لمركز البيانات ولتطبيقات الإدارة الحرارية الأخرى.

ورهناً بمتطلبات النظام، يمكن للمهندسين أن يقيّموا بناءات خرطوم وفقاً لمدى التوافق المبرد، والضغط، ودرجة الحرارة، والتدفق، والمرونة، والتعزيز، ومتطلبات التركيب.

وتشمل منتجات خراطيم التبريد السائلة ذات الصلة بالشبكة ما يلي:

• LCH Liquid cooling Hose
• LCH-SD
• LCH-SDS

وفيما يتعلق بالاختيار الخاص بالتطبيقات، ينبغي تقييم هويات الهوية مع معدل التدفق المطلوب، وانخفاض الضغط، والتبريد، ودرجة الحرارة، وطول الخرطوم، وتشكيلة الاتصال.

Explore CJAN Liquid Coling Solutions

خاتمة

مقياس سائل التبريد داخلي له علاقة مباشرة مع منطقة تدفق مبردة وسرعة تدفق.

وبالنسبة لمعدل تدفق معين، فإن الحد من الهوية الهوائية يزيد بشكل عام من سرعة التبريد ويمكن أن يزيد من المقاومة الهيدروليكية، ويمكن لزيادة الهوية أن تقلل من المقاومة، ولكن يمكن أن تستحدث احتياجات إضافية من الأماكن والطرق والارتباط.

لنظم التبريد في مركز البيانات ولذلك ينبغي عدم اختيار هوية الخرطوم بمعزل عن بعضها البعض.

وينبغي للمهندسين أن يقيّموا معدل التدفق المبرد المطلوب، وحمولة التبريد، وممتلكات التبريد، وهبوط الضغط المسموح به، وطول الخنازير، وقيود التكييف، وخصائص الأشعة فوق البنفسجية، والحيارات، وأشعة الصدر، وحيز التركيب.

فالهدف ليس مجرد اختيار خرطوم أكبر أو أصغر، والهدف هو اختيار مقياس داخلي يوفر التدفق المبرد المطلوب مع الحفاظ على الأداء الهيدرولي المقبول وخصائص التركيب العملية.