連載:機房空調基礎知識之概念篇
數據中心機房散熱問題關系著整個機房是否能正常運轉,但相對專業的概念令許多讀者云里霧里。本文詳細敘述機房空調基礎知識中的基本概念,以便能讓更多的人了解自己的機房,解決自身的問題。
一、 物質的熱力狀態
熱力狀態有三個基本表達數:
1、 溫度T:物質的冷熱程度(物質的內能U和溫度有關);
2、 體積V:一定質量的物體占有的空間大小(比容:單位質量的物質占有的體積);
3、 壓力P:即單位接觸面積上承受的壓力。 #p#
二、 能量——內能、推動功
1、 內能:物質因大量份子劇烈運動而具有的內熱能,和由于份子之間有西盡力而具有的內位能之和。
2、 推動功:物質因流動性而具有的使本身質量遷移的能量,這部分能量我們稱之為:推動功=P(壓力)×V(體積)
3、 氣體受熱膨脹做工有能量形式轉化:熱能轉化為機械能;
4、 熱力狀態也變化:壓力P變小、體積V增大;
5、 推動功只有傳遞:推動流體遷移做功,熱力狀態不變。 #p#
三、 能量——焓
1、 焓:是熱力狀態參數之一。H=U+P•V 即:焓=內能+推動功
2、 物體流動時,不僅攜帶有自身的內能,還有從后面得到的推動自身移動的推動力。焓更為全面地概括了物體具有的能量總和,我們衡量某一空調的制冷能力就可以根據蒸發前后制冷的焓差來進行精確計算。
流體還具有一定的流動速度而具有的動能,和因具有一定的高度而具有的勢能。但在熱力學中占的比例很小,一般可以忽略不計。#p#
四、 能量——熵
1、熵:也是熱力狀態參數之一
熵是表現物質吸熱或放熱特性的量,物質吸收了熱量熵增加,物質放出了熱量熵減小,物質絕熱變化過程熵不變。
2、熱力參數之間內在關系:狀態方程
A、理想氣體的狀態方程 :
P•V/T=常數 從式中我們可以看出,在一個密閉容器中,溫度越高,氣體的壓力就越大。
B、實際氣體的狀態方程:
(P+a/V2)•(V-b)=R•T
本公式雖然為實際應用中仍有很高的可靠性和準確性。 #p#
五、 顯熱
1、物體吸熱或放熱后,只改變物體的溫度,而不改變物體的相態,這種熱量稱顯熱。是物質分子運動的能量,它可以通過溫度計進行測量。例如:1Kg水從30℃加熱到80℃,水吸熱了209.38kJ(50kcal)。計算某一房間的熱負荷時,空氣溫度高于設定溫度而產生的熱負荷成為顯熱負荷。
2、顯熱的計算公式:
1POUND×(212-32F)=180BTU
2POUND×(212-32F)=360BTU #p#
六、 潛熱
1、物體吸熱或放熱時,只改變物體的狀態,,而物體的溫度不變,這種熱量稱潛熱。是物質分子分離與重組放出(吸收)的熱量,它不能通過溫度計進行測量。例如:1kg100℃的水改變成100℃的水蒸氣需需吸熱2257.2kJ;1kg0℃的水改變成0℃的水蒸氣需需吸熱2501kJ。
計算某一房間的熱負荷時,空氣濕度高于設定濕度而產生的熱負荷成為潛熱負荷。
潛熱計算公式:1POUND×970BTU/POUND=970BTU #p#
七、 顯熱比
1、某一個房間來說,顯熱比即該房間的熱負荷中顯熱負荷占總熱負荷的百分比。
空調的性能參數中描述的顯熱比則表示該空調的制冷能力中,顯冷量占總冷量的百分比。我們對某一特定房間驚醒空調設備選型時,應根據該房間的熱負荷的顯熱比,選擇對應顯熱比制冷能力的空調設備。
2、1kg水的熱值比較(一個標準大氣壓)
①、在小于一個標準大氣壓情況下,水的沸點低于100度。即水的蒸發溫度是隨著壓力而改變的,壓力越高,蒸發溫度越高。
②、一個標準大氣壓下,水的溫度低于100度時,它一定處于也太,我們稱為過冷水。水的溫度高于100度,一定處于氣態,我們稱為過熱蒸汽。
③、蒸發及其逆向的冷凝過程是一個飽和過程,在此過程中溫度壓力均不變。當水完全蒸發為蒸汽后,如果繼續加熱,水蒸氣的溫度將繼續升高,這是對應于其飽和溫度來說我們稱為過熱蒸汽。
本文介紹完了機房空調的幾大概念,接下來給大家帶來的是《制冷發展簡史》,請大家繼續關注51CTO服務器頻道http://server.51cto.com/,我們將為大家呈現更加精彩的內容。
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