Khi sức mạnh tính toán, mật độ điện tử công suất, yêu cầu về hiệu suất làm lạnh và tải nhiệt tiếp tục tăng, việc làm mát bằng chất lỏng đang được sử dụng trên nhiều loại thiết bị hơn.

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng không chỉ đơn giản là một bộ trao đổi nhiệt và chất làm mát. Nó là một hệ thống kiểm soát chất lỏng hoàn chỉnh bao gồm máy bơm, đường ống, bộ trao đổi nhiệt, tấm lạnh, bình chứa, bộ lọc, cảm biến, van và logic điều khiển.

Trong nhiều ứng dụng, máy bơm là một bộ phận tương đối nhỏ nhưng có ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chất làm mát, độ ổn định áp suất, độ tăng nhiệt độ, diện tích hệ thống và độ tin cậy lâu dài.

Bơm bánh răng vi từ có thể được xem xét cho các mạch làm mát chất lỏng yêu cầu lắp đặt nhỏ gọn, dòng chuyển dịch dương, tuần hoàn có kiểm soát, ngăn chặn chất lỏng dẫn động từ tính và khả năng tương thích với chất lỏng làm mát chuyên dụng.

Bài viết này giải thích cách đánh giá bơm bánh răng từ tính siêu nhỏ để làm mát bằng chất lỏng, bao gồm kiến ​​trúc hệ thống, tính toán nhiệt, yêu cầu áp suất, khả năng tương thích chất làm mát, sinh nhiệt của bơm, thông số sản phẩm, kịch bản ứng dụng và tiêu chí lựa chọn kỹ thuật.

Trả lời nhanh: Bơm bánh răng siêu nhỏ có thể được sử dụng để làm mát bằng chất lỏng không?

Có, nhưng mức độ phù hợp còn phụ thuộc vào điểm vận hành thực tế.

Bơm bánh răng vi từ có thể được sử dụng trong các hệ thống làm mát bằng chất lỏng được chọn khi:

• Tốc độ dòng chảy

• Áp suất chênh lệch

• độ nhớt nước làm mát

• Nhiệt độ hoạt động

• Khả năng tương thích vật liệu ướt

• Điều kiện đầu vào

• Tốc độ động cơ

• Phương pháp kiểm soát

• Yêu cầu hoạt động liên tục

phù hợp với thiết kế vòng làm mát.

Điểm quan trọng nhất là bơm làm mát chỉ từ lưu lượng tối đa không nên chọn .

Điểm vận hành cần thiết được xác định bởi tải nhiệt và mức tăng nhiệt độ mục tiêu, cùng với lực cản thủy lực của vòng lặp hoàn chỉnh.

Để làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu, ASHRAE mô tả các kiến ​​trúc liên quan đến vòng làm mát cơ sở, bộ phân phối chất làm mát (CDU) và hệ thống làm mát công nghệ (TCS). CDU có thể kết hợp máy bơm, van, bộ trao đổi nhiệt, giám sát nhiệt độ/áp suất/dòng chảy và bộ điều khiển.

1. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoạt động như thế nào?

Hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền nhiệt từ bộ phận có nhiệt độ cao sang chất làm mát và sau đó loại bỏ nhiệt đó thông qua bộ trao đổi nhiệt hoặc giai đoạn làm mát khác.

Một vòng làm mát bằng chất lỏng đơn giản hóa là:

Nguồn nhiệt → Tấm lạnh / Bộ trao đổi nhiệt → Vòng làm mát → CDU / Bộ trao đổi nhiệt → Loại bỏ nhiệt → Trả lại

Tùy thuộc vào thiết bị, kiến ​​trúc có thể bao gồm nhiều vòng chất lỏng.

Các thành phần điển hình bao gồm:

• Bơm

• Tấm lạnh

• đa dạng

• Bộ trao đổi nhiệt

• CDU

• Dung tích chứa hoặc thể tích mở rộng

• Lọc

• Cảm biến áp suất

• Cảm biến nhiệt độ

• Cảm biến lưu lượng

• Van điều khiển

• Phát hiện rò rỉ

• Phụ kiện đường ống và ngắt kết nối nhanh

ASHRAE xác định CDU là một giao diện quan trọng giữa hệ thống làm mát cơ sở và hệ thống làm mát công nghệ. Tùy thuộc vào kiến ​​trúc, chất lỏng làm mát công nghệ có thể bao gồm nước, nước khử ion, chất làm lạnh hoặc chất lỏng gốc glycol.

Đối với AI và điện toán mật độ cao, hướng dẫn ASHRAE hiện tại cũng mô tả kiến ​​trúc làm mát bằng chất lỏng trực tiếp và CDU với chức năng bơm và điều khiển cho tải nhiệt mật độ cao hơn.

2. Máy bơm nằm ở đâu trong hệ thống làm mát bằng chất lỏng?

Vai trò của máy bơm phụ thuộc vào kiến ​​trúc hệ thống.

Vòng làm mát cơ sở

Phía cơ sở có thể xử lý khối lượng chất làm mát tương đối lớn và thải nhiệt qua thiết bị làm lạnh, tháp giải nhiệt, thiết bị làm mát khô hoặc thiết bị loại bỏ nhiệt khác.

Do đó, máy bơm phải có kích thước khoảng:

Lưu lượng cao + Giảm áp suất hệ thống + Hiệu quả năng lượng

Điều này về cơ bản khác với mạch tuần hoàn cấp thiết bị nhỏ gọn.

Hệ thống làm mát công nghệ

Hệ thống làm mát công nghệ, hay TCS, trực tiếp phục vụ tải nhiệt của CNTT hoặc thiết bị.

Trong các hệ thống trực tiếp tới chip, chất làm mát được phân phối đến các tấm lạnh được kết nối với các bộ phận công suất cao.

Máy bơm phải duy trì lưu lượng yêu cầu thông qua:

Bơm → Đa tạp → Tấm lạnh → Đa tạp hồi lưu → Bộ trao đổi nhiệt/CDU

Ở đây, sự sụt giảm áp suất qua các tấm lạnh, ống góp, bộ lọc và ngắt kết nối nhanh trở thành một phần quan trọng trong việc lựa chọn máy bơm.

CDU

Đơn vị phân phối chất làm mát có thể kết nối vòng lặp cơ sở với vòng làm mát công nghệ.

Tùy thuộc vào thiết kế, CDU có thể bao gồm:

• Bộ trao đổi nhiệt

• Bơm tuần hoàn

• Van

• Cảm biến

• Điều khiển

• Lọc

• Các thành phần mở rộng hoặc kiểm soát áp suất

Do đó, máy bơm cần được chọn như một phần của thiết kế thủy lực CDU hoàn chỉnh , chứ không phải là một bộ phận biệt lập.

3. Phép tính đầu tiên: Cần bao nhiêu lưu lượng nước làm mát?

Một trong những tính toán hữu ích nhất trong làm mát bằng chất lỏng là mối quan hệ giữa tải nhiệt, dòng chất làm mát và độ tăng nhiệt độ.

Đối với chất làm mát một pha:

hoặc, sử dụng lưu lượng thể tích:

Ở đâu:

• P = tải nhiệt, W

• Q = lưu lượng thể tích, m³/s

• ρ = mật độ chất làm mát, kg/m³

• cp = nhiệt dung riêng, J/(kg·K)

• ΔT = độ tăng nhiệt độ chất làm mát cho phép, K

Ví dụ

Giả sử vòng làm mát loại bỏ:

50 kW

với chất làm mát giống như nước và mức tăng nhiệt độ mục tiêu là:

5°C

Lưu lượng yêu cầu gần đúng là:

143,5 L/phút

Tính toán này rất quan trọng vì nó cho thấy ngay tại sao việc định cỡ máy bơm phải bắt đầu bằng tải nhiệt thực tế..

Một máy bơm siêu nhỏ có thể phù hợp với vòng quản lý nhiệt cục bộ, mạch làm mát máy nén, mạch làm mát phụ hoặc hệ thống con CDU nhỏ gọn, nhưng nó không tự động được coi là phù hợp với vòng lặp lớn 50 kW.

4. Tốc độ dòng chảy không đủ: Tính chênh lệch áp suất

Sau khi tính toán lưu lượng, hãy xác định áp suất mà máy bơm phải tạo ra.

Áp suất chênh lệch yêu cầu có thể bao gồm tổn thất từ:

• Tấm lạnh

• đa tạp

• Ống

• Bộ lọc

• Bộ trao đổi nhiệt

• Phụ kiện ngắt kết nối nhanh

• Van

• Độ cao

• Thiết bị kiểm soát dòng chảy

Do đó, điểm vận hành của máy bơm phải được xác định là:

Lưu lượng yêu cầu + Áp suất chênh lệch yêu cầu

Đối với bơm bánh răng chuyển vị dương, mối quan hệ đơn giản hóa là:

Ở đâu:

• Vd = độ dịch chuyển trên mỗi vòng quay

• n = tốc độ quay

Lưu lượng thực tế thấp hơn lưu lượng lý thuyết do rò rỉ bên trong hoặc trượt.

Khi chênh lệch áp suất tăng, độ trượt bên trong có thể tăng và lưu lượng thực tế có thể sai lệch so với giá trị lý thuyết.

Vì thế:

Không chọn bơm bánh răng siêu nhỏ chỉ từ lưu lượng tối đa. Kiểm tra lưu lượng thực tế ở mức chênh lệch áp suất và tốc độ yêu cầu.

Nguyên tắc này cũng được phản ánh trong hướng dẫn lựa chọn máy bơm chung của Suofu.

5. Nhiệt bơm: Máy bơm cũng là một phần của ngân sách nhiệt

Một vấn đề thường bị bỏ qua khi làm mát bằng chất lỏng là bản thân máy bơm có thể đưa nhiệt vào hệ thống.

Nguồn điện đầu vào không trở thành nguồn thủy lực hoàn toàn hữu ích.

Công suất thủy lực có thể được tính gần đúng bằng:

Ở đâu:

• Δp = chênh lệch áp suất bơm

• Q = lưu lượng thể tích

Sự khác biệt giữa công suất đầu vào và công suất thủy lực hữu ích thể hiện tổn thất liên quan đến động cơ, khớp nối từ, vòng bi, bánh răng, ma sát chất lỏng bên trong, các bộ phận điện và các cơ cấu khác.

Không phải tất cả những tổn thất đó đều nhất thiết phải vào chất làm mát; một số bị từ chối ra môi trường xung quanh.

Do đó, đối với mô hình nhiệt hệ thống, các kỹ sư nên xác định:

Bao nhiêu tổn thất của máy bơm thực sự được chuyển sang chất làm mát?

Điều này hữu ích hơn việc áp dụng một con số phổ quát 'mức tăng nhiệt độ của máy bơm'.

Một phương pháp xác nhận thực tế là đo lường:

• Nhiệt độ đầu vào nước làm mát

• Nhiệt độ nước làm mát đầu ra

• Tốc độ dòng chảy

• Công suất đầu vào của bơm

• Áp suất chênh lệch

• Nhiệt độ động cơ

• Nhiệt độ môi trường xung quanh

trong điều kiện vận hành thực tế.

Tại sao điều này lại quan trọng

Nếu một máy bơm thêm vài trăm watt nhiệt vào vòng thứ cấp nhỏ gọn, thì nhiệt lượng đó cuối cùng phải được loại bỏ bằng bộ trao đổi nhiệt.

Do đó, máy bơm trở thành một phần của hệ thống cân bằng nhiệt chứ không chỉ đơn thuần là một thiết bị chuyển động chất lỏng.

6. Tại sao truyền động từ lại quan trọng trong việc làm mát bằng chất lỏng

Trục quay thông thường đi qua vỏ máy bơm yêu cầu bề mặt làm kín động.

Máy bơm dẫn động từ truyền mô-men xoắn thông qua khớp nối từ, cho phép tách rời động cơ và chất lỏng được bơm bằng cấu trúc ngăn chặn máy bơm.

Thiết kế này có thể:

• Loại bỏ giao diện phốt trục quay thông thường

• Giảm một đường dẫn rò rỉ tiềm năng

• Cách ly động cơ khỏi chất lỏng được bơm

• Hỗ trợ tích hợp hệ thống chất lỏng nhỏ gọn

Điều này có thể đặc biệt có liên quan khi chất làm mát:

• Đắt

• Nhạy cảm về mặt hóa học

• Khó kiềm chế

• Bay hơi

• Nhạy cảm với môi trường

• Được sử dụng trong một hệ thống khép kín, nơi không mong muốn bị nhiễm bẩn hoặc rò rỉ

Tuy nhiên, truyền động từ không có nghĩa là toàn bộ hệ thống làm mát tự động không bị rò rỉ.

Phớt tĩnh, vòng chữ O, kết nối ren, mối hàn, phụ kiện, vỏ bơm, ống và bộ trao đổi nhiệt vẫn cần được xác nhận.

7. Đặc tính chất làm mát ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế máy bơm

Cụm từ 'làm mát bằng chất lỏng' bao gồm các chất lỏng rất khác nhau.

Chất làm mát gốc nước và Glycol

Hỗn hợp nước và nước-glycol thường gặp trong các hệ thống làm mát một pha.

Các thông số quan trọng bao gồm:

• Nồng độ Glycol

• Độ nhớt

• Tỉ trọng

• Nhiệt dung riêng

• Đặc tính ăn mòn

• Nhiệt độ hoạt động

• Độ dẫn điện

• Khả năng tương thích vật liệu

Máy bơm nên được đánh giá ở nhiệt độ vận hành thực tế vì độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ.

Chất lỏng làm mát điện môi và đặc biệt

Chất lỏng làm mát chuyên dụng có thể được sử dụng trong các cấu trúc làm mát ngâm hoặc ở cấp độ thiết bị khác.

Đối với những chất lỏng này, các kỹ sư nên xác minh:

• Khả năng tương thích hóa học

• Hiện tượng trương nở của chất đàn hồi

• Khả năng tương thích polyme

• bôi trơn

• Áp suất hơi

• Độ nhớt

• Khai thác vật liệu

• Tiếp xúc lâu dài

Cấu hình máy bơm giống nhau không được tự động cho là tương thích với mọi chất làm mát đặc biệt.

Chất làm lạnh và làm mát hai pha

Làm mát dựa trên chất làm lạnh gây ra sự phức tạp bổ sung.

Tại đầu vào của bơm, chất lỏng có thể đạt đến trạng thái bão hòa. Sự sụt giảm áp suất có thể gây ra hiện tượng nhấp nháy, tạo ra hỗn hợp khí-lỏng.

Điều này làm thay đổi đáng kể môi trường vận hành của máy bơm.

Do đó, thiết kế nên xem xét:

• Áp suất bão hòa

• Nhiệt độ chất lỏng

• Áp suất đầu vào

• NPSH / điều kiện hút sẵn có

• cuốn khí

• Hành vi hai pha

• Khả năng tương thích vật liệu

• Điều kiện khởi động

Đối với các ứng dụng làm lạnh, việc lựa chọn máy bơm phải được xác nhận dựa trên chất làm lạnh cụ thể và phạm vi vận hành thay vì chỉ dựa trên hiệu suất của nước.

8. Thông số bơm bánh răng siêu nhỏ để làm mát bằng chất lỏng

Dòng NP của Suofu bao gồm nhiều phạm vi dịch chuyển và dòng chảy.

Bảng sau đây sử dụng dữ liệu sản phẩm hiện đã được công bố và phải được coi là tài liệu tham khảo lựa chọn thay vì điểm vận hành được đảm bảo . Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào áp suất, tốc độ, độ nhớt, nhiệt độ, cấu hình động cơ và chất làm mát.

*Các trang sản phẩm đã xuất bản nêu rõ tham chiếu chênh lệch áp suất với nước làm môi trường. Khả năng áp suất tùy chỉnh thay đổi theo dòng và cấu hình và cần được xác minh dựa trên đường cong hiệu suất liên quan.

Đặc điểm hoạt động đại diện

Tùy thuộc vào dòng sản phẩm, thông số kỹ thuật NP được công bố bao gồm:

• Tốc độ hoạt động: lên tới khoảng 4.000 vòng/phút trên các cấu hình được liệt kê

• Nhiệt độ hoạt động: khoảng -120°C đến +150°C trên các cấu hình hiện hành

• Độ nhớt trung bình: lên tới khoảng 20.000 cP trên các trang sản phẩm áp dụng

• Chân không đầu vào: khoảng -0,85 bar, phụ thuộc vào tốc độ, tùy theo cấu hình áp dụng

• Tùy chọn thân bơm: SS316, Hastelloy, PEEK và vật liệu tùy chỉnh

• Tùy chọn bánh răng/ổ trục: PEEK trên các cấu hình được liệt kê

• Trục: gốm zirconia

• Tùy chọn vòng chữ O: FKM, EPDM, PTFE, FVMQ, CR và FFKM

• Tùy chọn động cơ: Cấu hình BLDC, AC/VFD và servo tùy theo dòng sản phẩm

Các thông số kỹ thuật này phụ thuộc vào cấu hình và không được coi là giới hạn phổ biến của NP-Series.

9. Cách chọn dòng NP để làm mát bằng chất lỏng

Việc lựa chọn phải tuân theo điểm vận hành được yêu cầu thay vì số kiểu máy.

Làm mát dòng chảy nhỏ

Đối với các hệ thống quản lý nhiệt nhỏ gọn yêu cầu lưu lượng dưới khoảng 2,2 L/phút, dòng NP42 cung cấp bốn tùy chọn dịch chuyển từ 0,2 đến 0,7 ml/vòng.

Các ứng dụng kỹ thuật điển hình bao gồm:

• Mạch làm mát nhỏ

• Hệ thống nhiệt phòng thí nghiệm

• Thiết bị làm lạnh nhỏ gọn

• Vòng làm mát phụ trợ

• Làm mát thiết bị chuyên dụng

Lưu lượng nhỏ đến trung bình

Dòng NP51 bao gồm NP100 đến NP190, với dải lưu lượng định mức được công bố từ 0–2,9 L/phút đến 0–6,0 L/phút.

Phạm vi này có thể được xem xét cho:

• Thiết bị làm mát nhỏ gọn

• tuần hoàn lạnh

• Hệ thống con CDU nhỏ

• Quản lý nhiệt thiết bị

• Làm mát máy nén

Dòng chảy trung bình

Họ NP60 bao gồm NP240 và NP350.

NP350 có dải lưu lượng định mức được công bố lên tới 10,5 L/phút , với độ dịch chuyển danh nghĩa là 3,5 ml/vòng.

Bộ truyện có thể được đánh giá về:

• Mạch làm mát dòng trung bình

• Điện lạnh công nghiệp

• Làm mát máy nén

• Thiết bị làm mát chất lỏng nhỏ gọn

• Mô-đun quản lý nhiệt

Lưu lượng cao hơn

Gia đình NP98 bao gồm:

• NP400

• NP600

• NP900

• NP1200

• NP1700

Phạm vi lưu lượng định mức được công bố mở rộng từ 12,6 L/phút đối với NP400 đến 55 L/phút đối với NP1700.

Phạm vi này có thể được đánh giá cho các hệ thống làm mát và làm lạnh thiết bị có lưu lượng cao hơn trong đó điểm áp suất dòng chảy thực tế nằm trong đường bao hiệu suất của máy bơm.

Làm mát công nghiệp dòng lớn

NP2600 có độ dịch chuyển danh nghĩa là 26 ml/vòng và phạm vi lưu lượng định mức được công bố là 0–65 L/phút.

Đối với loại máy bơm này, các kỹ sư cần đặc biệt chú ý đến:

• Công suất động cơ

• Áp suất chênh lệch

• độ nhớt nước làm mát

• sinh nhiệt

• Kích thước ống

• Lọc giảm áp suất

• Cấu hình cài đặt

10. Danh sách kiểm tra lựa chọn máy bơm làm mát bằng chất lỏng thực tế

Trước khi chọn bơm bánh răng vi từ, hãy chuẩn bị 10 thông số này.

Hai thông số bổ sung đặc biệt quan trọng để làm mát vòng kín:

Độ sạch của chất làm mát

Ô nhiễm hạt có thể ảnh hưởng đến các khe hở bên trong nhỏ, bánh răng, vòng bi và vòng đệm.

Các trang sản phẩm NP42, NP51, NP60 và NP98 đã xuất bản của Suofu đề xuất bộ lọc đầu vào 400 lưới trên các cấu hình hiện hành. Bộ lọc thực tế cũng nên được lựa chọn theo mức giảm áp suất, công suất dòng chảy và khả năng tương thích chất làm mát.

Điều kiện chạy khô

Khả năng chạy khô không phổ biến trên dòng NP.

Ví dụ: trang sản phẩm NP60 chỉ định điều kiện chạy khô hạn chế, trong khi trang NP98 nêu rõ rằng không nên chạy khô.

Vì thế:

Đừng bao giờ giả định khả năng chạy khô chỉ từ tên dòng máy bơm.

11. Kịch bản ứng dụng

11.1 Làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu

Trong làm mát bằng chất lỏng cho trung tâm dữ liệu, máy bơm có thể hoạt động bên trong CDU hoặc hệ thống làm mát công nghệ.

Các yêu cầu điển hình bao gồm:

• Hoạt động liên tục

• Dòng chảy ổn định

• Áp suất chênh lệch được kiểm soát

• Dấu chân cài đặt thấp

• Khả năng tương thích chất làm mát

• Giám sát và kiểm soát

• Khả năng phục vụ

ASHRAE xác định máy bơm, van, bộ trao đổi nhiệt và thiết bị đo đạc là các bộ phận của hệ thống phân phối làm mát bằng chất lỏng.

Do đó, bơm bánh răng từ tính siêu nhỏ phù hợp hơn với nhiệm vụ tuần hoàn nhỏ gọn hoặc cục bộ hơn là mọi vị trí bơm trong cơ sở trung tâm dữ liệu lớn.

11.2 Làm mát trực tiếp tới chip

Hệ thống trực tiếp tới chip đặt các tấm lạnh trực tiếp lên các bộ phận có công suất cao.

Máy bơm phải vượt qua lực cản thủy lực của:

Bơm → Đa tạp → Tấm lạnh → Đa tạp → Bộ trao đổi nhiệt → Trở về

Do đó, nên chọn đúng máy bơm bằng cách sử dụng mức giảm áp suất tấm lạnh và lưu lượng chất làm mát cần thiết , chứ không chỉ đơn giản là công suất nhiệt của chip.

11.3 Hệ thống con CDU

Một CDU nhỏ gọn có thể có các yêu cầu nghiêm ngặt về:

• Kích thước lắp đặt

• Điều tiết dòng chảy

• Ổn định áp suất

• Khả năng tương thích chất làm mát

• Hoạt động liên tục

• Tích hợp cảm biến

Máy bơm có thể được lựa chọn theo điểm vận hành CDU thực tế.

11.4 Làm mát máy nén từ tính

Máy nén mang từ tính và mang không khí có thể sử dụng mạch làm mát bằng chất lỏng hoặc chất làm lạnh chuyên dụng.

Máy bơm có thể cần phải xử lý:

• Không gian lắp đặt nhỏ gọn

• Khả năng tương thích môi chất lạnh

• Sự thay đổi nhiệt độ

• Chênh lệch áp suất

• Hoạt động liên tục

• Kiểm soát tốc độ thay đổi

Dữ liệu ứng dụng làm mát máy nén được công bố của Suofu bao gồm NP070/NP190 cho các ứng dụng dòng chảy thấp hơn, NP350 cho hệ thống dòng chảy trung bình và NP1700/NP2600 cho các hệ thống dòng chảy cao hơn.

11.5 Quản lý nhiệt công nghiệp

Bên ngoài các trung tâm dữ liệu, máy bơm bánh răng vi từ cũng có thể được đánh giá về:

• Làm mát điện-điện tử

• Kiểm tra IGBT

• Quản lý nhiệt pin

• làm mát phòng thí nghiệm

• Thiết bị điện lạnh

• Làm mát quy trình chuyên dụng

• Hệ thống truyền nhiệt nhỏ gọn

Quy tắc kỹ thuật tương tự được áp dụng:

Chọn từ điểm vận hành độ nhớt-áp suất-nhiệt độ-độ nhớt hoàn chỉnh.

12. Trường hợp kỹ thuật: Phát triển máy bơm tốc độ cao cho ứng dụng làm mát không gian

Tài liệu nguồn được cung cấp cho bài viết này chứa một trường hợp kỹ thuật liên quan đến việc phát triển máy bơm làm mát tốc độ cao cho tải trọng điện toán không gian.

Theo thông tin dự án được cung cấp, thiết kế này đã vượt xa tốc độ bơm thông thường để hướng tới phạm vi vận hành khoảng 11.000–20.000 vòng/phút , với trục nhỏ gọn có kích thước khoảng 3 mm và vùng vận hành mục tiêu liên quan đến hàng chục đến xấp xỉ 100 mL/phút và khoảng 1–2 MPa.

Thách thức kỹ thuật không chỉ đơn giản là tăng tốc độ quay.

Vấn đề thiết kế liên quan:

Tốc độ cao hơn

↓

Phong bì bơm nhỏ hơn

↓

Ứng suất tốc độ trục cao hơn

↓

Tải PV bánh răng cao hơn

↓

Hạn chế về vật liệu và ổ trục

↓

Cần xác nhận chuyên dụng

Loại ứng dụng này yêu cầu máy bơm phải được đánh giá là một hệ thống quay hoàn chỉnh.

Các mục xác nhận quan trọng bao gồm:

• Sức mạnh cánh quạt

• Độ lệch trục

• Tải mang

• Bánh răng mòn

• Mô-men xoắn khớp nối từ

• Hành vi nhiệt động cơ

• Rung

• Hành vi khởi động

• Chu kỳ nhiệt độ

• Điều kiện chân không/môi trường

13. Điều gì tạo nên độ tin cậy của máy bơm làm mát bằng chất lỏng?

Độ tin cậy không được xác định bởi một vật liệu hoặc một thông số kỹ thuật.

Một mô hình độ tin cậy thực tế là:

Khả năng tương thích vật liệu

Điểm vận hành thủy lực

Quản lý nhiệt

Thiết kế vòng bi/bánh răng

Lựa chọn động cơ

Độ sạch của nước làm mát

Tính nhất quán trong sản xuất

Kiểm tra xác nhận

Máy bơm phải được thử nghiệm trong các điều kiện đại diện thay vì chỉ ở nhiệt độ phòng với nước.

Một ma trận thử nghiệm có ý nghĩa có thể bao gồm:

Đối với các dự án chuyên biệt, bản đồ hiệu suất P-Q hữu ích hơn nhiều so với một con số luồng tối đa duy nhất.

14. Giới hạn kỹ thuật của máy bơm bánh răng siêu nhỏ là gì?

Một bài báo đáng tin cậy về mặt kỹ thuật cũng nên giải thích những hạn chế của công nghệ.

Bơm bánh răng vi từ có thể không phù hợp khi:

Cần có lưu lượng cực lớn

Lưu lượng yêu cầu có thể vượt quá phạm vi hoạt động thực tế của máy bơm chuyển vị dương nhỏ gọn.

Việc tạo hạt cực thấp là bắt buộc

Các mặt tiếp xúc của bánh răng và ổ trục phải được đánh giá cẩn thận ở những nơi có giới hạn ô nhiễm đặc biệt nghiêm ngặt.

Chất làm mát có chứa các hạt cứng

Các hạt mài mòn có thể làm tăng tốc độ mài mòn của bánh răng, vòng bi và các bộ phận bị ướt khác.

Chất lỏng có đặc tính kém

Đối với các chất lỏng điện môi, chất làm lạnh hoặc chất làm mát đặc biệt không quen thuộc, dữ liệu về độ nhớt và tính tương thích của vật liệu phải được thiết lập trước khi lựa chọn.

Dòng chảy hai pha dự kiến ​​ở đầu vào máy bơm

Nhấp nháy và cuốn khí có thể thay đổi đáng kể hoạt động của máy bơm.

Máy bơm dự kiến ​​sẽ hoạt động khô

Giới hạn chạy khô phải được xác minh cho kiểu máy và cấu hình chính xác.

Đây không phải là điểm yếu của một sản phẩm cụ thể. Đây là một phần cơ bản của việc lựa chọn máy bơm kỹ thuật.

15. Nhiệt máy bơm nên được đưa vào mô phỏng hệ thống làm mát như thế nào?

Đối với mô hình nhiệt, tách riêng ba đại lượng:

1. Nguồn điện đầu vào

Nguồn điện cung cấp cho động cơ và truyền động.

2. Thủy lực

3. Nhiệt truyền tới chất làm mát

Chỉ một phần của tổng tổn thất nhất thiết phải đi vào chất làm mát.

Do đó, thay vì giả định tỷ lệ phần trăm sinh nhiệt chung, hãy thu thập dữ liệu đo được ở điểm vận hành dự kiến.

Một bản ghi kiểm tra hữu ích là:

Lưu lượng + ΔP + Công suất điện + Nhiệt độ đầu vào chất làm mát + Nhiệt độ đầu ra chất làm mát + Nhiệt độ môi trường

Điều này tạo ra một tập dữ liệu có thể được sử dụng trực tiếp trong mô hình nhiệt của hệ thống.

16. Câu hỏi thường gặp

Có thể sử dụng bơm bánh răng vi từ để làm mát chất lỏng cho trung tâm dữ liệu không?

Đúng. Nó có thể được xem xét cho các mạch làm mát đã chọn, các vòng đặc biệt nhỏ gọn hoặc cục bộ trong đó lưu lượng yêu cầu, áp suất chênh lệch, đặc tính chất làm mát và kích thước lắp đặt nằm trong phạm vi vận hành của máy bơm.

Tốc độ dòng chảy mà bơm bánh răng vi từ có thể cung cấp là bao nhiêu?

Dòng NP Suofu được công bố dao động từ khoảng 0–1,5 L/phút đến 0–65 L/phút , tùy thuộc vào dòng và kiểu máy. Đối với các ứng dụng làm mát bằng chất lỏng, điểm vận hành thực tế phải được xác định từ lưu lượng yêu cầu, chênh lệch áp suất, chất làm mát và tốc độ bơm.

Áp suất tối đa là bao nhiêu?

Không có giá trị áp suất duy nhất cho toàn bộ dòng NP.

Các trang sản phẩm đã xuất bản chỉ định các giá trị chênh lệch áp suất và chịu áp suất khác nhau theo chuỗi và cấu hình. Ví dụ: các trang NP42, NP51, NP60, NP98 và NP106 công bố các khả năng áp suất hệ thống khác nhau. Điểm vận hành cuối cùng phải được kiểm tra dựa trên đường cong mô hình liên quan.

Máy bơm có thể xử lý glycol không?

Máy bơm có thể được đánh giá cho chất làm mát gốc glycol, nhưng phải xác nhận nồng độ, nhiệt độ, độ nhớt và khả năng tương thích vật liệu chính xác của glycol trước khi lựa chọn.

Bơm bánh răng từ tính có thể xử lý chất làm lạnh không?

Các cấu hình đã chọn có thể được xem xét để tuần hoàn chất làm lạnh, nhưng các ứng dụng làm chất làm lạnh yêu cầu xác nhận cụ thể về áp suất, nhiệt độ, độ nhớt, khả năng tương thích vật liệu, điều kiện đầu vào và trạng thái khí-lỏng.

Ổ đĩa từ có nghĩa là không rò rỉ?

Không có máy bơm nào được mô tả là hoàn toàn 'không rò rỉ' mà không xác định toàn bộ hệ thống và các điều kiện thử nghiệm.

Truyền động từ loại bỏ giao diện phốt trục quay thông thường, có thể làm giảm một đường rò rỉ tiềm ẩn. Các con dấu tĩnh và các kết nối bên ngoài vẫn cần được xác nhận về mặt kỹ thuật.

Máy bơm có thể chạy khô được không?

Nó phụ thuộc vào cấu hình chính xác.

Ví dụ: tài liệu NP60 của Suofu chỉ định các điều kiện chạy khô hạn chế, trong khi tài liệu NP98 nêu rõ rằng không nên chạy khô.

Thông số quan trọng nhất khi lựa chọn bơm làm mát bằng chất lỏng là gì?

Không có tham số duy nhất.

Dữ liệu lựa chọn tối thiểu phải bao gồm:

Lưu lượng + Chênh lệch áp suất + Chất làm mát + Độ nhớt + Nhiệt độ + Tình trạng đầu vào + Động cơ/Điều khiển

Làm cách nào để tính toán lưu lượng cần thiết?

Đối với chất làm mát một pha:

Lưu lượng yêu cầu tăng khi tải nhiệt tăng hoặc mức tăng nhiệt độ chất làm mát cho phép giảm.

Nhiệt lượng của máy bơm có cần được đưa vào tính toán làm mát không?

Đúng.

Tổn thất của máy bơm có thể góp phần làm tăng tải nhiệt của vòng chất làm mát. Đối với các hệ thống nhỏ gọn có bộ trao đổi nhiệt tương đối nhỏ, điều này có thể đủ quan trọng để biện minh cho phép đo trực tiếp.

Có thể sử dụng cùng một máy bơm cho nước, chất lỏng glycol, chất làm lạnh và chất điện môi không?

Không tự động.

Các chất lỏng khác nhau có độ nhớt, mật độ, áp suất hơi, độ bôi trơn và khả năng tương thích hóa học khác nhau. Cấu hình máy bơm phải được xác nhận cho chất làm mát cụ thể.

17. Dữ liệu kỹ thuật cung cấp cho việc lựa chọn máy bơm

Đối với dự án làm mát bằng chất lỏng OEM, hãy cung cấp thông tin sau:

Dữ liệu này càng đầy đủ thì máy bơm có thể được kết hợp với hệ thống làm mát càng chính xác.

18. Kết luận

Nên chọn bơm làm mát bằng chất lỏng như một phần của hệ thống nhiệt và thủy lực hoàn chỉnh , không phải là một bộ phận biệt lập.

Đối với máy bơm bánh răng vi từ, chuỗi thiết kế quan trọng là:

Tải nhiệt

→ Lưu lượng nước làm mát cần thiết

→ Giảm áp suất hệ thống

→ Điểm vận hành máy bơm

→ Khả năng tương thích chất làm mát

→ Điều khiển động cơ & tốc độ

→ Tổn thất nhiệt

→ Xác thực dài hạn

Dòng NP của Suofu cung cấp nhiều cấu hình lưu lượng và dịch chuyển, từ các mẫu NP42 dòng chảy nhỏ đến NP2600 với phạm vi lưu lượng định mức được công bố lên tới 65 L/phút.

Đối với các ứng dụng làm mát bằng chất lỏng, mục tiêu kỹ thuật không phải là chọn máy bơm có thông số kỹ thuật lớn nhất. Đó là để kết hợp máy bơm với điểm vận hành độ nhớt-áp suất-nhiệt độ-độ nhớt thực tế , đồng thời xác nhận vật liệu, điều kiện đầu vào, sinh nhiệt, độ sạch và hoạt động liên tục.

Đối với một dự án OEM, thông tin khởi đầu hữu ích nhất là:

Chất làm mát + Tải nhiệt + Lưu lượng + Chênh lệch áp suất + Nhiệt độ + Độ nhớt + Tình trạng đầu vào + Động cơ/Điều khiển

Dữ liệu đó cho phép đánh giá cấu hình máy bơm và đường cong hiệu suất theo yêu cầu thực tế của hệ thống làm mát.