冷板压降测试主要针对直接与发热器件接触并通过冷却液带走热量的液冷冷板开展,用于测量冷却液通过冷板内部流道后的压力损失。测试对象包括服务器CPU冷板、GPU冷板、AI服务器冷板、功率器件冷板、IGBT冷板及其他采用液体循环散热的冷板组件,可根据产品结构测试冷板整体压降、不同流量下压降以及特定流道的压力损失。
冷板内部流道结构、通道截面、流道长度、接口形式及局部结构都会影响冷却液流动阻力。压降过大时,在相同循环泵条件下可能造成实际流量下降,并增加系统循环所需的压力和泵负荷;压降过小或与设计预期偏差较大时,也需要结合流量分配及系统运行条件进行判断。因此,通过规定流量下的压降测试,可以获得冷板实际流动阻力数据,为冷板性能评价和液冷系统匹配提供依据。
适用产品
冷板压降测试可根据冷板结构、冷却液通道和接口形式确定测试边界,对完整冷板组件或特定流道进行压力损失测量。
- 服务器CPU液冷冷板
- GPU液冷冷板
- AI服务器液冷冷板
- 数据中心芯片液冷冷板
- IGBT功率器件液冷冷板
- 功率模块液冷冷板
- 多流道并联式液冷冷板
- 串联流道式液冷冷板
检测项目
冷板压降测试通常以流量作为主要控制参数,同时测量冷板入口和出口压力,并记录冷却液温度及测试回路状态,从而获得不同工况下冷板本体的压力损失数据。
| 检测项目 | 测试内容/方法 | 主要验证目的 |
|---|---|---|
| 冷板总压降测试 | 在冷板入口和出口设置压力测量点,在规定流量条件下测量两端压力并计算压力差 | 评价冷却液通过冷板整体流道时产生的压力损失 |
| 不同流量下压降测试 | 设置多个稳定流量点,分别记录冷板进出口压力及对应流量 | 分析冷板压降随流量变化的关系 |
| 额定流量压降测试 | 按照产品规定或项目要求建立额定流量工况,测量冷板入口和出口压力 | 验证冷板在规定工作流量下的压力损失 |
| 低流量压降测试 | 在较低流量条件下稳定运行并采集进出口压力数据 | 观察低流量运行区域的流动阻力及测量稳定性 |
| 高流量压降测试 | 在测试方案规定的较高流量条件下测量冷板压力差 | 评价较高循环流量下冷板对系统泵压需求的影响 |
| 流道压降测试 | 针对具有独立进出口或可分段测量的流道设置压力测量点,获取局部压力损失 | 分析不同流道结构产生的流动阻力差异 |
| 压降重复性测试 | 在相同流量、温度和连接条件下重复测量冷板压降 | 检查测试结果的一致性及冷板流动状态的稳定性 |
标准依据
冷板压降测试通常需要根据产品技术要求、设计流量、冷却液类型和项目测试方案确定具体测试条件。目前不存在适用于所有液冷冷板结构的单一通用压降判定标准。若测试系统采用差压装置进行流量测量,可根据测量装置及安装条件参考相应流量测量标准,而冷板压降限值仍应以适用的产品技术文件或项目要求为主要判定依据。
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|---|---|
| ISO 5167-1:2022 | 用差压装置测量满管流体流量 第1部分:一般原理和要求 | 适用于采用差压装置进行满管流体流量测量时的一般测量原则,可作为测试回路流量测量的方法参考 |
| ISO 5167-2:2022 | 用差压装置测量满管流体流量 第2部分:孔板 | 适用于采用孔板差压装置进行流量测量的测试场景 |
| ISO 5167-3:2022 | 用差压装置测量满管流体流量 第3部分:喷嘴和文丘里喷嘴 | 适用于采用相应差压流量装置进行流量测量的场景 |
测试要点
冷板压降测试的核心是准确区分冷板本体压力损失与外部管路、接头、阀门等部件产生的压力损失。测试时还需要控制流量和冷却液温度,并确保流道充分排气,使入口与出口压力数据能够真实反映冷板在规定工况下的流动阻力。
| 关注事项 | 常见问题 | 说明 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 压力测量边界 | 压力取点距离冷板接口过远 | 连接软管、快速接头及弯头产生的额外压力损失可能被计入冷板压降,导致结果偏大 | 根据测试目的明确压力取点位置,尽量缩小非冷板部件对测量结果的影响,并固定测量边界 |
| 流量稳定性 | 流量持续波动时采集压力数据 | 冷板压降通常会随流量变化,流量不稳定会使压力差同步变化,降低测试结果的可比性 | 调整循环泵和调节阀,使流量达到稳定状态后再进行正式数据采集 |
| 冷却液排气 | 冷板内部残留气泡 | 气泡会改变实际流动状态,并可能造成压力和流量信号波动,使测得压降不能稳定反映液体阻力 | 测试前充分排气,检查冷板高点和管路连接状态,待流量与压力稳定后重新测试 |
| 冷却液温度 | 不同流量点的液体温度变化明显 | 冷却液温度变化会影响黏度及流动阻力,使不同温度条件下的压降数据存在差异 | 按照测试方案控制或记录冷却液温度,并在结果中明确对应温度条件 |
| 流量测量准确性 | 流量计量程或安装条件不合适 | 流量数据误差会影响压降-流量关系的判断,使不同测试点之间缺乏准确对应关系 | 根据目标流量选择合适测量范围,并确认流量计安装条件满足对应测量方法要求 |
| 冷板安装状态 | 冷板姿态或接口连接状态与规定条件不一致 | 局部管路受力、接口缩径或安装姿态变化可能影响流体进入流道时的流态和压力分布 | 测试前确认冷板安装方向、接口连接和密封状态,并按照规定条件固定测试样品 |
| 外部回路阻力 | 不同测试样品使用不同长度或规格的连接管路 | 外部回路阻力差异会改变系统压力分布,影响冷板压降测试的一致性 | 尽量统一测试管路、接头和阀门条件,必要时单独测量外部回路压力损失 |
测试流程
冷板压降测试应先确定测试边界、目标流量和冷却液条件,再建立稳定的循环回路。正式测试过程中对流量、进出口压力和温度进行同步记录,并根据不同流量点计算对应的冷板压力损失。
- 测试准备:确认冷板型号、流道形式、接口规格、测试目的及产品技术要求,检查流量和压力测量设备。
- 样品确认:检查冷板外观、接口、密封状态和内部流道,确认冷却液类型及测试回路连接方式。
- 测量点确认:确定冷板入口和出口压力取点位置,检查传感器连接和仪表状态,明确压降计算边界。
- 系统排气:向测试回路充入规定冷却液并进行循环排气,确认冷板内部及管路不存在影响测量的明显气泡。
- 工况建立:启动循环系统,通过泵速和阀门调节建立目标流量,待流量、压力和温度达到稳定状态后开始测试。
- 数据采集:依次设置测试方案规定的流量点,记录对应的入口压力、出口压力、流量和冷却液温度。
- 结果分析:根据进出口压力差计算各流量点的冷板压降,并结合测试条件与产品技术要求进行结果判定。
- 报告输出:整理测试样品信息、测试条件、测量方法、原始数据、压降结果及异常情况,形成测试记录或检测报告。
检测价值
冷板压降测试能够量化冷却液通过冷板内部流道产生的压力损失,为评价冷板流动阻力提供直接测试数据。通过不同流量条件下的测试结果,可以判断冷板实际压降与产品技术要求或项目规定值之间的差异,并为设备质量检验和液冷系统匹配提供依据。
在液冷系统调试和项目验收过程中,冷板压降数据还可与循环流量、泵运行状态及其他回路参数结合分析。当出现流量不足、压力异常或循环能力下降时,压降测试能够帮助区分冷板流道与外部管路产生的阻力,为异常排查、复测和质量分析提供数据支持。
关于德恺液冷检测
德恺液冷检测可根据冷板流道结构、接口形式和测试目的开展压降测试,对冷板入口与出口压力、实际流量及冷却液温度进行同步采集,并按照明确的测试边界计算不同工况下的压力损失。
对于冷板压降验证、质量检验及异常排查,可结合产品技术要求设置相应流量点和测试条件,对压降数据进行整理、对比和分析,形成包含测试条件、原始数据和结果信息的测试资料,为冷板性能评价、系统调试和项目验收提供客观依据。
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