必威电竞|足球世界杯竞猜平台

造雪機
來源:互聯網

造雪機是能在零上溫度環境下造雪的設備,可以模仿天然降雪的過程,將水變成雪,但和天然成雪過程有所區別。其工作原理是把5攝氏度以下的水霧打散成小粒子,再將這些粒子迅速冷凝結晶,然后再由風筒把雪花噴射出去,以擴大造雪面積。

1950年,美國人Wayne Pierce、Art Hunt和Dave Richey發明了世界上第一臺造雪機,也是后來雪炮(snow gun)的雛形。1958年,Alden Hanson發明了一種新型的造雪機——風扇造雪機。在1969年,哥倫比亞大學的Erikson、Wollin和Zaunier優化了風扇造雪機的結構,提高了造雪效率,之后被廣泛使用在各個造雪場景中。20世紀六七十年代末,歐美首先在造雪機制造技術上發力,內混型造雪機由于效力較高、造雪效果好,迅速占據了造雪機的主流市場。2008年,以色列IDE公司在造雪領域應用真空制冰機技術,突破溫度場地限制,實現全天候造雪。2018年,北京大學研發出中國首套零攝氏度以上環保型人工造雪設備,示范樣機造雪量可達每小時6立方米。2024年12月,河南省某機械科技有限公司采用一種更為精細的水和氣的配比,使造雪機在0℃、-1℃高溫節點上就能造雪。

造雪對溫度要求在0攝氏度以下,濕度最好在50%以下。按照造雪機使用場景的溫度及環境因素來分類,主要分為戶外造雪設備、室內造雪設備以及高溫造雪設備。根據造雪機靈活性,可分為移動造雪設備和固定造雪設備。按照雪晶形成的機理進行分類,在滑雪場、室外環境下應用的造雪機主要有壓縮空氣型造雪機(air type)和風扇型造雪機( fan type)兩種類型。

發展過程

1950年,美國人Wayne Pierce、Art Hunt和Dave Richey發明了世界上第一臺造雪機,也是后來雪炮(snow gun)的雛形。初代造雪機的原理和現在使用的手持加壓噴壺類似,在寒冷條件下,利用壓縮空氣將水噴灑在空氣中來實施人工造雪。1958年,Alden Hanson發明了一種新型的造雪機——風扇造雪機,風扇造雪機比第一代的壓縮空氣造雪機更成熟,并使用細小的泥土顆粒作為凝結核。在1969年,哥倫比亞大學的Erikson、Wollin和Zaunier優化了風扇造雪機的結構,提高了造雪效率,由于風扇造雪機結構更加簡單,只需要電和水,因此之后被廣泛使用在各個造雪場景中。

20世紀六七十年代末,歐美首先在造雪機制造技術上發力,內混型造雪機由于效力較高、造雪效果好,迅速占據了造雪機的主流市場。中國的冰雪運動和產業起步較晚,加上技術封鎖,造雪產業鏈并不完備,在噴嘴、核子器、自動化控制、造雪機系統等造雪機制造技術方面與國際先進技術還存在一定差距。近三十年來,人工造雪機的申請專利以歐、美、日、韓為主,歐美造雪技術領先于日韓,處于世界最高水平,不僅在造雪機的機械結構上擁有大量專利,同時在自動化技術、智能控制和節能方面也遠超于日韓和中國,并且已率先使用更先進的預測控制算法。

2008年,以色列IDE公司在造雪領域應用真空制冰機技術,突破溫度場地限制,實現全天候造雪。2018年,北京大學工學院教授張信榮團隊承擔的服務冬季奧林匹克運動會課題——“零攝氏度以上人工造雪和儲雪一體化技術研究”取得階段性進展,研發出中國首套零攝氏度以上環保型人工造雪設備,并在北京石京龍滑雪場建成中試示范工程,示范樣機造雪量可達每小時6立方米。2019年,中國滑雪場新增造雪機1149臺,其中進口品牌682臺,國產品牌467臺。2024年12月,河南省某機械科技有限公司采用一種更為精細的水和氣的配比,使造雪機在0℃ 、-1℃高溫節點上就能造雪,而市面上一般的造雪機只有在-3℃、-4℃才能造雪。這樣就使滑雪場造雪時間更早,滑雪場的營業周期更長。

工作原理

造雪機可以模仿天然降雪的過程,將水變成雪,但和天然成雪過程有所區別。其工作原理是把5攝氏度以下的水霧打散成小粒子,再將這些粒子迅速冷凝結晶,然后再由風筒把雪花噴射出去,以擴大造雪面積。

原料

原則上來說,井水、河水、純凈水、再生水、雨水、融雪水都可以作為人造雪用水,但這些水在變為造雪原料前,必須調整好“體溫”,即要把溫度控制在0至5攝氏度之間,水溫太高無法造雪、水溫太低不易造雪。同時,水也不能太臟,雖然造雪機有過濾裝置,但如果水太臟,不僅會堵塞濾網,還可能會堵塞噴嘴。

分類

按照造雪機使用場景的溫度及環境因素來分類,主要分為戶外造雪設備、室內造雪設備以及高溫造雪設備。根據造雪機靈活性,可分為移動造雪設備和固定造雪設備。按照雪晶形成的機理進行分類,在滑雪場、室外環境下應用的造雪機目前主要有壓縮空氣型造雪機( air type)和風扇型造雪機 (fan type)兩種類型。

壓縮空氣型造雪機(air type)

在這類造雪機中,它是通過冷水和壓縮空氣來形成細小水滴,產生晶核,并結合較大水滴或環境空氣中的水分形成雪花。壓縮空氣主要起三個作用:霧化水,擾動氣流使水成為微小的水滴;將水滴撒播進空氣中,促進空氣和水滴的接觸;幫助空氣中飄落的水滴冷卻。當空氣被壓縮后,空氣分子聚合在一起。當壓縮空氣膨脹后,分子可以自由運動,它可以從其周圍的環境中吸取熱量,從而降低水滴周圍空氣的溫度,促進水滴的冷卻。

按照空氣與水的混合方式,該類造雪機還可以分成內混型系統(an internal mix system) 和外混型系統(an external mix system),其主要差別是壓縮空氣和水是在噴嘴內部的腔室內進行混合,還是在噴嘴外混合。對于內混型來說,壓縮空氣和水在噴嘴的腔室混合,當混合物離開噴嘴后,膨脹過冷,細小的水滴凝固成冰晶核,它聚合未凝固的大水滴,來形成雪花。在外混系統中,壓縮空氣膨脹過冷來自水噴嘴產生的細小水滴,形成晶核。外混系統的噴霧速度比內混型要小的多,所以這種“雪炮” (snow gun) 常常安裝在塔架上,使水滴有足夠的時間結晶成核,在落到地面之前形成雪花。

風扇型造雪機(fan type)

風扇型造雪機也稱為無壓縮空氣雪炮(airless snow gun)。它使用簡單的噴嘴來霧化水,使之成為細小的水滴,然后用大功率高速風扇將水滴吹出,使之懸浮在空氣之中,有足夠的時間過冷和凝固。其主要優點是不需供應壓縮空氣,只需提供水源和電源。由于缺少壓縮空氣膨脹產生的冷卻效果,所以在應用條件上,要求的環境溫度比壓縮空氣型造雪機要低。

特點比較

影響因素

造雪對溫度要求在0攝氏度以下,濕度最好在50%以下。造雪師需考慮溫度、濕度、風速、風向等氣象因素,根據風向和風速擺放造雪機的位置,控制好水和空氣的壓縮混合比,將水注入造雪機的水管。

相關新聞

2024年12月,臨近新年,商場小店用造雪機塑造漫天飛雪場景,吸引年輕人打卡拍照。有店家稱造雪機一天噴一兩個小時,成本不過百,而年輕人會自發分享至社交媒體,這種營銷方式比投幾十萬還有用。在線上購物平臺搜索,小型造雪機月銷1000+,900+的店鋪多不勝數。商家表示,年底,店家們都要創造氛圍感,造雪機銷售進入高峰期。

參考資料 >

三月下暴雪 重慶奧陶紀景區奇景引人.國際在線.2024-09-26

科技熱點 | 高科技的壓雪車、造雪機……中國人自主造出冬奧會需要的各種雪【中國科訊】.中國科訊.2024-12-26

你開學了,冬奧會的造雪機可歇息了.中科院物理所.2024-12-26

株洲天橋奧悅進軍“高溫造雪機” 將實現高端造雪機國產化.今日頭條.2024-12-26

冬奧會進入“北京周期”,首套零度以上環保造雪設備研發成功.今日頭條.2024-12-26

高山纜車、造雪機,新突破不斷!國產大型冰雪裝備忙“上新”.瀟湘晨報.2024-12-26

河北冬奧時間丨造雪專家詳解賽道的雪.金臺資訊.2024-12-26

中國冰雪產業觀察丨冰雪裝備“中國制造”吹響“突圍”號角.新華社新媒體.2024-12-26

造雪機賣爆了!臨近新年,商場小店掀起“下雪”熱潮.齊魯壹點.2024-12-26

生活家百科家居網