Cách chọn đường kính ống cho giá đỡ AI mật độ cao-: Quy tắc kỹ thuật ngăn chặn các điểm nóng 40 độ

Quy tắc 2,5 giây quyết định sự sống còn của giá đỡ của bạn.Chất làm mát phải di chuyển từ CDU đến nút máy chủ xa nhất và quay lại trong cửa sổ đó. Chọn sai đường kính và bạn sẽ thấy điểm nóng 40 độ ở hàng 3 - không phải là lý thuyết mà là mô hình mà chúng tôi đã thấy trong 11 năm xây dựng vòng làm mát cho các dự án 600+ trên 13 quốc gia.

Hướng dẫn này cung cấp cho bạn phương pháp tính toán, các trường hợp hư hỏng và bảng thông số kỹ thuật chính xác mà các kỹ sư sử dụng để khóa đường kính ống trước khi đặt hàng một ống.

Đường kính ống có thực sự quan trọng đối với việc làm mát giá đỡ AI không?

Có - và điều này quan trọng hơn khi mật độ giá đỡ vượt quá 30 kW.Giá 19{12} inch ở công suất 40 kW thải ra khoảng 40 kW nhiệt. Ở lưu lượng nước làm mát tiêu chuẩn 7 L/phút trên mỗi kW, tức là 280 L/phút trên mỗi giá. Đẩy nó qua ống 15 mm và bạn sẽ có dòng chảy hỗn loạn, giảm áp suất và biến dạng bơm. Thông qua ống 28,6 mm (1-1/8"), cùng một thể tích chảy với tổn thất ma sát bằng 1/3.

Công thức này là phương trình Darcy–Weisbach đã được sửa đổi - tốc độ dòng chảy (Q)=2.25 × d² × ΔP. Đây là bài học thực tế:đối với mỗi giá 40 kW, đường dây cung cấp chính cần ít nhất một ống thép không gỉ OD 22 mm (0,87") và đường nhánh tới các tấm lạnh riêng lẻ chạy từ 10 mm đến 16 mm.Đây không phải là phỏng đoán; chúng là đầu ra của các mô hình CFD mà chúng tôi chạy dựa trên bản vẽ của khách hàng trước khi báo giá.

Mật độ giá	Đường cung cấp chính (OD)	Đường nhánh (OD)	Cần có dòng nước làm mát	Giảm áp suất điển hình
20–30 kW/giá	16 mm (5/8")	10mm	140–210 L/phút	25–35 kPa/m
40–50 kW/giá	22 mm (7/8")	12mm	280–350 L/phút	18–28 kPa/m
60–80 kW/giá	28,6 mm (1-1/8")	16mm	420–560 L/phút	12–20 kPa/m
100 kW+ (cụm GPU làm mát bằng chất lỏng)	35 mm (1-3/8")	22mm	700+ lít/phút	8–15 kPa/m

 

Điều gì xảy ra khi bạn giảm kích thước ống làm mát?

Giảm kích thước tạo ra một phản ứng dây chuyền kết thúc bằng việc tắt máy do nhiệt.Đây là những gì chúng tôi ghi lại trong một dự án trung tâm dữ liệu ở Singapore vào năm 2023. Nhà điều hành đã chỉ định các đường dây chính 12 mm cho giá đỡ 45 kW - giảm 25% so với yêu cầu tính toán.

Trình tự diễn ra trong 4 tháng:

Vận tốc dòng chảy trong các đường 12 mm đạt 2,8 m/s - trên ngưỡng xói mòn 2,5 m/s đối với thép không gỉ

Áp suất giảm trên vòng lặp tăng từ 18 kPa lên 41 kPa mỗi mét

Máy bơm CDU điều tiết trở lại để tự bảo vệ, giảm 38% lưu lượng đến các giá đỡ xa nhất

Nhiệt độ đầu vào của máy chủ tăng từ 35 độ lên 39 độ ở-cuối-giá đỡ hàng

Kết quả: 14 máy chủ bị điều chỉnh, 2 nút GPU bị tắt và thời gian bảo trì kéo dài 6 giờ trong thời gian tải cao điểm

Việc sửa chữa không hề đơn giản. Việc thay thế các đường dây chính trong một trung tâm dữ liệu đang hoạt động yêu cầu xả 800 L chất làm mát, cắt các khay cáp và-hàn lại các đường dây 22 mm trong một không gian hạn chế. Tổng chi phí: 47.000 SGD tiền nhân công và thời gian tính toán bị mất. Thông số kỹ thuật 22 mm ban đầu sẽ bổ sung thêm 3.200 SGD vào bản dựng ban đầu.

Giới hạn vận tốc dòng chảy đối với ống làm mát bằng thép không gỉ là gì?

Giới hạn ngành là 2,5 m/s đối với thép không gỉ 316L có chất làm mát bằng nước{2}}glycol theo ASME B31.3.Trên vận tốc đó, quá trình ăn mòn-tăng tốc, đặc biệt là tại các điểm uốn và mối hàn. Dưới 1,0 m/s, các hạt lắng xuống và hình thành màng sinh học bên trong ống.

Đối với giá đỡ 40 kW với lưu lượng 350 L/phút, phép tính mang lại:

Ống ID 16 mm: vận tốc=2.9 m/s - KHÔNG đạt giới hạn xói mòn

Ống 22 mm OD (ID 20 mm): vận tốc=1.86 m/s - ĐẠT với biên độ 26%

Ống 28,6 mm OD (ID 26 mm): vận tốc=1.1 m/s - ĐẠT nhưng lãng phí năng lượng bơm

Điểm hấp dẫn về mặt kỹ thuật là1.5–2.0 m/s. Điều này cân bằng khả năng chống xói mòn, huyền phù hạt và hiệu suất bơm. Ống 22 mm (7/8") tiếp cận chính xác phạm vi này cho các vòng làm mát ở cấp độ giá đỡ.

 

Hiểu về chất làm mát của bạn: Glycol so với nước tinh khiết

Hóa chất làm mát thay đổi quyết định về đường kính ống - và lựa chọn vật liệu của bạn.

Hỗn hợp nước propylene glycol{0}}(nồng độ 25–35%)là tiêu chuẩn công nghiệp cho giá đỡ AI vì chúng cung cấp khả năng bảo vệ chống đóng băng và ổn định sinh học. Nhưng glycol làm tăng độ nhớt lên 40–60% so với nước tinh khiết. Điều đó có nghĩa là:

Giảm áp suất cao hơn ở cùng tốc độ dòng chảy

Hệ số truyền nhiệt thấp hơn

Nguy cơ xói mòn lớn hơn ở các khúc cuaLớp màng bôi trơn của - glycol mỏng đi khi có nhiễu loạn

Nước tinh khiết hoặc nước khử ionchảy hiệu quả hơn, cho phép đường kính ống nhỏ hơn 10–15% cho cùng một nhiệm vụ. Nhưng nước DI có tính ăn mòn mạnh đối với thép cacbon và cần có thép không gỉ 316L trong suốt vòng lặp.

Tài sản	30% Propylene Glycol / Nước	Nước DI tinh khiết
Độ nhớt động học ở 40 độ	3,4 mm2/s	0,66 mm2/s
Giảm áp suất tương đối (cùng lưu lượng)	1.6×	1.0×
Yêu cầu ăn mòn	304 hoặc 316L chấp nhận được	yêu cầu 316L
Tài liệu được đề xuất	thép không gỉ 304	thép không gỉ 316L
Tác động đường kính ống	Cần có đường kính +15%	Đường kính cơ sở

 China Super Tech sản xuất cả ống 304 và 316L- 304 dành cho các hệ thống glycol nơi hiệu quả chi phí đóng vai trò quan trọng và 316L có Ra Độ hoàn thiện bề mặt bên trong nhỏ hơn hoặc bằng 0,4 μm dành cho vòng lặp nước DI nơi độ sạch là rất quan trọng.

 

Gửi cho chúng tôi bản vẽ bố trí giá đỡ và yêu cầu vòng làm mát của bạn.Nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ tiến hành phân tích độ giảm áp suất CFD-và xác nhận đường kính ống chính xác cho mọi phần trong vòng lặp của bạn - mà không mất phí và có phản hồi trong 24 giờ.

Yêu cầu xem xét thông số kỹ thuật của bạn →Bao gồm mật độ giá đỡ, loại chất làm mát và chiều dài vòng lặp của bạn. Chúng tôi phản hồi bằng bảng thông số kỹ thuật của ống, đề xuất về vật liệu (304 so với. 316L) và tiến trình giao hàng.