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造雪机工作原理

2017-09-19 09:22:20 -湛鑫优质喷嘴大全厂家 阅读

造雪机工作原理

20世纪初期到中期,滑雪运动迅速地流行起来。随着越来越多的人热衷于这项运动并使之成为每年一度的传统,滑雪道也发展成了利润极其丰厚的生意。但度假胜地的经营者面临着一个主要问题:他们的生意能否成功完全取决于天气。如果不下雪或降雪量不够,他们只好关闭所有设施,直到有充足的降雪量才能营业。世界上许多地区的滑雪季节只有一到两个月的时间。

当然,解决方案是想出一种办法,能够在需要雪的时候制雪(如果天公不作美的话)结果有人发明了一种名为雪枪的设备。这种设备确实非常有用,即使在自然降雪量丰富的时候也是如此,因为它使度假胜地的经营者可以更好地控制最上面一层雪的平整性,从而创造出更好的滑雪条件。如今,制雪机已成为世界各地绝大多数滑雪胜地的标准设备。制雪机使许多滑雪胜地每年的开放时间可达到四个月甚至更长,而一些室内雪道甚至可以全年开放!

在犹他州鹿谷工作的Super Wizzard造雪机在本文中,我们将研究这些雪枪,了解它们的工作原理、它们能够完成的工作,以及如何使用它们来创造理想的滑雪条件。这样,在下一次滑雪时,您将十分清楚这些完美的雪来自何处!

造雪机喷嘴

雪是如何形成的?

人们对机器造雪有一种普遍的看法,认为这样的雪不够自然。但事实并非如此,这种雪与从天上落下来的雪并没有任何差别,唯一的不同之处在于,这种雪是由机器而不是天气条件制造的。虽然机器的工作方式与天气系统截然不同,但所完成的工作却完全相同。为了弄清机器制雪的工作原理,我们不妨先来了解一下在自然条件下雪是如何形成的。雪来自于大气中的水汽。当大气中的水汽(气态的水)温度降至冷凝点时(从气态转变为液态或固态),就形成了云。云层中的水滴很轻,大气中的空气足以让它们停留在空中。如果水滴变得过重,就会以降水的形式下落。当温度低到一定程度时,水蒸汽就不会冷凝成液态水滴,而是形成微小的冰晶。在世界上大多数地区,雨通常以雪的形式开始下落,但在大气中下落的过程中,雪会融化(在云层这样的高度会非常冷,即使在夏季也是如此)。奇怪的是,水不会在“冻结温度”(摄氏0度)下自动结冰。纯水只有冷却到一个更低的温度(如华氏-40/摄氏-40度),才会失去足够的热能并转变形态。不过,云层中的水的确通常在摄氏0度的情况下结冰,这都是成核剂的作用。成核剂是一种自然形成的物质,工业喷嘴作用有助于水分子结合。它会吸引水分子,从而将水分子所含的热能降到可以形成冰晶的临界点。雪晶中的成核剂只是一些灰尘、细菌和其他悬浮在大气中的物质。水在成核剂上凝结后形成雪晶的核心(中心)。随着雪晶在云层中四处移动,会有更多的水粒子凝结到上面并冻结为晶体。

各个晶体的集合就形成了雪花。雪花在逐渐变重之后会落向地面。如果在整个下落过程中温度一直都很低,那么雪花在到达地面时将仍处于冻结状态。

人造雪

在上一部分中,我们看到,水汽在温度低到一定程度时就会凝结(通常围绕着成核剂凝结),并变成冰晶,从而形成了雪。因此,制雪要满足的主要条件是水和低温。如果将某些成核剂加到水中,会有助于这一过程。水中已经含有很多可以作为成核剂的物质,但是增加成核剂的数量仍是一个好主意,因为这样可确保更多的水滴在落到地面之前就凝结。一种名为Snowmax的天然蛋白质是使用得最广泛的成核剂之一,它吸引水分子的效果特别好。传统类型的雪枪通过将冷却水和压缩空气结合起来的方式制造水滴。在雪坡上,您会注意到这些雪枪连接到两条不同的软管上,这两条软管又分别连接到空气站和水龙头上。水龙头再连接到两条在雪下甚至地下铺设的管道上。一条管道从湖、池塘或水库中抽水,另一条则从一个空气压缩机中抽取高压空气。

压缩空气主要有三个作用:它会将水雾化——也就是说,破坏水流,使之变成很多小水滴。它会将水滴吹到空气中。它可在水滴飞入空气中时对其进行冷却。最后一步是使用压缩空气的一个附带好处。当压缩空气时,不同的空气粒子会被紧紧地压在一起,这意味着它们不能像以往那样四处运动了。当释放空气时,空气粒子会散开,它们可以更自由地移动。这意味着粒子需要使用更多的能量,它们会从周围区域吸收热量,从而冷却水滴周围的空气。

 另一种常见的制雪机称为无压缩空气雪枪。无压缩空气雪枪使用简单的喷嘴(类似于家用喷雾瓶上的喷嘴),将水雾化成细水雾。然后通过强力风扇将小水滴吹到空气中。这种设计的主要优势在于,您不需要将雪枪与压缩空气供应装置相连,只要提供水和电源。

 



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