微软的数据中心会不会给大海带来麻烦

作为Natic项目的一部分, Microsoft将其数据中心降低到北海的底部 。 一些环保主义者对放置热源可能对环境有害表示关注。 微软本·卡特勒说:“在最坏的情况下,温度可能会升高千分之一度 我决定算一下,找出谁是对的。



北海的主要商业鱼类是鲱鱼。 长期大量捕捞鲱鱼,比目鱼和黑线鳕,导致其种群减少,这些物种的恢复能力下降。 此外,自60年代初以来,海洋已成为世界上最大的从水下肠中提取油的中心之一,这对其生物条件,特别是鱼类资源产生了负面影响。 现在,估计北海的环境状况已成危机。 让我们尝试弄清楚,如果数据中心满负荷运行,并且周围的鲱鱼变得更加悲惨,温度将会变成什么样。

数据中心在奥克尼群岛(苏格兰)附近泛滥。



从海洋表面的气候值图来看,该区域属于5至10度的分布。



但这是在水的表面上,但是在37.5米的深度处,该数据中心被“丢弃”在哪里呢? 在这里, 有关北海的内容翔实的文章为我们提供了帮助,据此得出的结论是,如果不同,水表面和深处的温度并不重要。 但是在深度不超过50米的区域中,存在同温或接近它的情况。 同温是指在大量水中温度相同且等于4°C时。 这与分布图相关,因此我们认为数据中心周围的水温等于这4度。



根据地图判断,没有特别观察到奥克尼群岛地区的水流。 因此对于计算,我们忽略了温度会波动的事实。 流经岛屿的大量冷热气流没有通过,因此局势稳定。

因此,我们有一个条件丰富的盐水池,数据中心被放到其中。 要计算巨大的变暖胶囊将如何影响海洋温度,我们首先需要计算海洋质量。 海洋的大小是众所周知的-它是49 000立方公里。 我们将其转换为SI系统并获得49,000,000,000,000立方米或(49,000,000,000,000,000升)。 水的密度为1000千克/立方米。 但是我们有咸水,所以我们根本不能服用1000。 一年中不同时间的水盐度不同,具体取决于潮流,但平均值为32。 知道了这个指标并且温度为4度,您就可以计算出我们传统泳池中的水密度 。 总计为1025千克/立方米,将来将使用此值。

因此,我们有了海量及其密度。 为了简化计算,我们接受我们的池是均匀的,其密度在各处(温度也相同)。 此外,为了获得相对简单的结果,还必须考虑另一件事:海洋不蒸发水,并且与底部没有热交换。 粗略地说,这是封闭在真空中的密闭容器(是的,容积为49万亿升)中的水。

我们回到大海。 这里的一切都很简单。 我们将体积乘以密度,得到:

49,000,000,000,000 * 1,025 = 50,225,000,000,000,000千克= 50,225,000,000,000,000,000,000

我们拥有北海的质量,37.5米深的温度,盐水的密度,一个12米长的舱室,微不足道的暗流,水蒸发,与底部的热交换,对流,数据中心和服务器机架中的未知金属,消耗250 kW。 并不是说所有这些都是为了保护环境所必需的,而是一旦您开始数一数奇怪的事物,然后将自己的爱好放到最后。 唯一困扰我的是对流。 世界上没有比在37.5米深处的水对流更不可预测和混乱的了。 但是我意识到,很快我们就会投入其中。


电影《恐惧与厌恶在拉斯维加斯》的镜框

在计算的大约这一点上,我意识到仅凭海洋是真空中的容器中的水池这一假设是不够的。 因为 为了尽可能准确地计算所有内容,您需要考虑传热,对流,然后采用不同的时间段,因为 在夏季和冬季,海洋的行为有所不同。 在其他地方,您需要获取大量的源数据,而这些数据是不存在的。 例如,我们不知道带数据中心的胶囊到底由什么制成。 但是,由于我们仍然在真空中积水,因此无论如何我们都无法获得正确的精度。 因此,您至少需要达到最初的目标-了解服务器的热量将如何影响海洋(当然,我们的条件海洋处于真空状态)。

让我们继续前进。 我们得到的数据是,它的长度为12米,直径为2.8米(外部组件最大为3.18 m),内部都充满了干燥的氮气。 但是在公共领域中,没有关于墙壁材料和其他参数的信息,以便正确计算导热系数。 但是在该站点的新闻稿中,有可能找到一个有用的指标,即在最大负载下数据中心消耗240 kW。 这就是我们将要使用的。 假设(是的,有许多假设,但没有任何形式的假设)该封壳非常凉爽,并且壁的导热性足以转移服务器消耗的所有物品。 并且胶囊中接收到的所有能量都转换为热量,并且没有损耗。


苏珊(Kat Su)废话标皮, 来源:杨茂源。

好吧,现在只需要将功率转换为热量即可,即将瓦数转换为焦耳。 因为 瓦特为J / s,只需将240,000瓦特乘以每年的秒数即可。 我们会花一年的时间,因为 在小段上,我们得到的值太具有代表性(小数点后的数字带有大量的零)

240千瓦* 365天= 240,000瓦* 365天* 24小时* 60分钟* 60秒=
240000 * 365 * 24 * 60 * 60 = 7568640000000 J.

我们得到了神童一年内产生的热量。
现在让我们看看将海洋加热1度需要多少热量。 这里的公式也相对简单:Q = c * m * t,其中Q是热量,m是物体的质量,t是物体的初始温度和最终温度之间的差(在我们的情况下为1度),c是物质的比热。

我们有很多海。 我们从参考书中获得比热,为3.898 J /(g·°C)。 重要的是不要在尺寸上混淆,我们以克为单位表示质量。

50,225,000,000,000,000,000 J. * 3.9898 J /(g°C)* 1 = 195,777,050,000,000,000,000 J.

如果不考虑北海实际上是海洋的一部分,这就是将北海加热1度所需的热量。

我们发现服务器发热量与将海加热1度所需热量之比。

7568640 000 000/195 777500000000000000 = 0.000000038

因此,在1年内,Microsoft数据中心将加热我们的真空海,甚至不会加热1度,而是会加热0.000000038度。 如果我们现在回想一下,存在对流,电流,与底部的热交换,能量转换过程中的损耗,数据中心的不稳定负载,该海洋实际上是海洋的一部分,其他海洋以及其他海洋……事实证明,没有数据中心不会对水温产生重大影响。 因此,将服务器降低到海中进行被动冷却的决定是正确的,鲱鱼可以安全游动。 感谢您的阅读。

PS:如果您在计算中发现任何不准确之处,或者知道如何正确估计数据中心在37.5米深处不同距离处的对流和热量分布,请在注释中写下。

PPS:我与一位熟悉的海洋学家进行了交谈,他确认使用这样的胶囊不会对环境造成任何影响,一切都微不足道。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN413601/


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