Як вибрати діаметр труби для високо-стійок штучного інтелекту: інженерні правила, які запобігають гарячим точкам під кутом 40 градусів

Правило 2,5 секунд вирішує виживання вашої стійки.Охолоджуюча рідина має проходити від CDU до найдальшого серверного вузла та назад у цьому вікні. Якщо неправильно вказати діаметр, ви отримаєте гарячу точку під кутом 40 градусів у рядку 3 - не теорія, а закономірність, яку ми спостерігали за 11 років будівництва контурів охолодження для 600+ проектів у 13 країнах.

Цей посібник містить метод розрахунку, випадки несправностей і точну таблицю специфікацій, яку інженери використовують для фіксації діаметра труби перед замовленням окремої труби.

Чи справді діаметр труби має значення для охолодження стійки AI?

Так -, і це має більше значення, оскільки щільність стійки перевищує 30 кВт.19--дюймова стійка на 40 кВт відводить приблизно 40 кВт тепла. При стандартній витраті теплоносія 7 л/хв на кВт це становить 280 л/хв на стійку. Просуньте це через 15-міліметрову трубку, і ви отримаєте турбулентний потік, падіння тиску та напругу насоса. Через трубку діаметром 28,6 мм (1-1/8 дюйма) такий самий об’єм протікає з втратами на тертя в одну третину.

Формула є модифікованим рівнянням Дарсі–Вейсбаха - швидкість потоку (Q)=2.25 × d² × ΔP. Ось практичний висновок:для кожної стійки потужністю 40 кВт для основної лінії живлення потрібна труба з нержавіючої сталі з зовнішнім діаметром щонайменше 22 мм (0,87 дюйма), а лінії відгалуження до окремих холодних плит мають товщину від 10 мм до 16 мм.Це не припущення; вони є результатом CFD-моделей, які ми порівнюємо з кресленнями клієнтів перед тим, як виставляти пропозиції.

Щільність стійки	Головна лінія живлення (OD)	Відгалуження (OD)	Необхідний потік охолоджуючої рідини	Типовий перепад тиску
20–30 кВт/стійку	16 мм (5/8 дюймів)	10 мм	140–210 л/хв	25–35 кПа/м
40–50 кВт/стійку	22 мм (7/8 дюймів)	12 мм	280–350 л/хв	18–28 кПа/м
60–80 кВт/стійку	28,6 мм (1-1/8 дюйма)	16 мм	420–560 л/хв	12–20 кПа/м
100 кВт+ (кластери GPU з рідинним-охолодженням)	35 мм (1-3/8")	22 мм	700+ л/хв	8–15 кПа/м

 

Що станеться, якщо ви занижите трубу охолодження?

Заниження розміру створює ланцюгову реакцію, яка закінчується термічним відключенням.Ось те, що ми задокументували в проекті центру обробки даних у Сінгапурі в 2023 році. Оператор визначив 12-міліметрові магістральні лінії для стійок на 45 кВт - на 25% менше від розрахункової потреби.

Послідовність розгорталася протягом 4 місяців:

Швидкість потоку в лініях 12 мм досягла 2,8 м/с - вище порогу ерозії 2,5 м/с для нержавіючої сталі

Падіння тиску в контурі зросло з 18 кПа до 41 кПа на метр

Насос CDU повернувся назад, щоб захистити себе, зменшивши потік до найдальших стійок на 38%

Температура на вході сервера піднялася з 35 градусів до 39 градусів у кінці--стійок рядів

Результат: 14 серверів придушено, 2 вузли GPU вимкнено та 6-годинне вікно обслуговування під час пікового навантаження

Виправлення було не простим. Для заміни магістральних ліній у діючому центрі обробки даних потрібно було злити 800 л теплоносія, розрізати кабельні лотки та -зварити 22-міліметрові лінії в обмеженому просторі. Загальна вартість: 47 000 сінгапурських доларів на роботу та втрачений час обчислення. Оригінальна специфікація 22 мм додала б до початкової збірки 3200 сингапурських доларів.

Яка межа швидкості потоку для труб з охолоджувальною рідиною з нержавіючої сталі?

Промислове обмеження становить 2,5 м/с для нержавіючої сталі 316L з водо-гліколевим охолоджувачем відповідно до ASME B31.3.При перевищенні цієї швидкості ерозійна-корозія прискорюється, особливо на вигинах і зварних з’єднаннях. При швидкості нижче 1,0 м/с частинки осідають і всередині трубки утворюється біоплівка.

Для стійки потужністю 40 кВт з потоком 350 л/хв розрахунок дає:

Труба з внутрішнім діаметром 16 мм: швидкість=2.9 м/с - НЕ ВІДПОВІДАЄ межі ерозії

22 мм OD (20 мм ID) трубка: швидкість=1.86 м/с - ПРОХОДИТЬ з запасом 26%

Трубка діаметром 28,6 мм (внутрішній діаметр 26 мм): швидкість=1.1 м/с - ПРОХОДИТЬ, але витрачає енергію насоса

Інженерна солодка точка є1.5–2.0 m/s. Це врівноважує захист від ерозії, суспензію часток і ефективність насоса. Трубка діаметром 22 мм (7/8 дюймів) досягає цього діапазону саме для контурів охолодження рівня -стійки.

 

Розуміння вашої охолоджуючої рідини: гліколь проти чистої води

Хімічний склад теплоносія змінює ваше рішення про діаметр труби - та вибір матеріалу.

Пропіленгліколь-водні суміші (концентрація 25–35%)є промисловим стандартом для стійок штучного інтелекту, оскільки вони забезпечують захист від замерзання та біологічну стабільність. Але гліколь підвищує в'язкість на 40-60% порівняно з чистою водою. Це означає:

Вищий перепад тиску при однаковій витраті

Менший коефіцієнт тепловіддачі

Більший ризик ерозії на вигинах- мастильна плівка гліколю тоншає під час турбулентності

Чиста або деіонізована водатече ефективніше, дозволяючи на 10–15% менший діаметр труби для того самого навантаження. Але DI вода агресивно корозійно впливає на вуглецеву сталь, і для цього потрібна нержавіюча сталь 316L по всій петлі.

Власність	30% пропіленгліколь / вода	Чиста DI вода
Кінематична в'язкість при 40 градусах	3,4 мм²/с	0,66 мм²/с
Відносне падіння тиску (однакова витрата)	1.6×	1.0×
Вимоги до корозії	304 або 316L прийнятно	Необхідно 316 л
Рекомендований матеріал	304 нержавіюча сталь	Нержавіюча сталь 316L
Вплив діаметра труби	+15% необхідного діаметра	Базовий діаметр

 China Super Tech виробляє труби як 304, так і 316L- 304 для гліколевих систем, де важлива економічна ефективність, і 316L із внутрішнім покриттям Ra менше або дорівнює 0,4 мкм для водяних контурів DI, де чистота є критичною.

 

Надішліть нам креслення компонування стійки та вимоги до контуру охолодження.Наша команда інженерів безкоштовно проведе аналіз-падіння тиску та підтвердить правильний діаметр труби для кожної ділянки вашої петлі - без жодних витрат і з відповіддю протягом 24 годин.

Запит на перевірку специфікації →Вкажіть щільність стійки, тип охолоджуючої рідини та довжину петлі. Ми надсилаємо специфікацію труби, рекомендації щодо матеріалів (304 проти . 316L) і графік доставки.