用什么能造雪?

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用什么能造雪?
导读:1干冰。这里所说的干冰不是由水冻结的冰,而是二氧化碳的固体状态,很象冬天压结实的雪块。干冰的温度很低,在-785℃以下。把干冰晶体象天女散花似地喷撒在冷云里,每一颗二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集结在

1干冰。这里所说的干冰不是由水冻结的冰,而是二氧化碳的固体状态,很象冬天压结实的雪块。干冰的温度很低,在-785℃以下。把干冰晶体象天女散花似地喷撒在冷云里,每一颗二氧化碳晶体都成为一个剧冷中心,促使冷云里的水汽、小水滴和小雪晶很快地集结在它的周围,凝华成较大的雪花降落下来。2碘化银。 现在常用碘化银来人工降雪。碘化银是一种黄颜色的化学结晶体,平时作为照相材料里的感光剂使用。碘化银的晶体与雪晶的六角形单体尺寸非常相似,它们单体里的原子排列也十分近似,两者的晶格间距也很接近(碘化银是458埃,雪晶是452埃)。因此,把碘化银微粒撒在降水能力较差的云层里,使它“冒名”顶替雪晶,便能让云中的水汽和小水滴在“冒名”的晶体上凝华结晶,变成雪花。

人造雪之所以更加适合滑雪比赛主要是因为人工造雪所制造出来的雪稳定性更好,密度也是普通雪花的两倍,能够让雪道更加稳定,从而有利于运动员的发挥以及比赛的开展,保障比赛的公平性和观赏性。

对于冬奥会这样的大型比赛来说,维持比赛的公平性是十分重要的。如果是天然雪那么每个地方的积雪量会有很大的区别,并且还具有许多的不确定性,这样不仅会影响到运动员的发挥,还会使得比赛失去相对的公平。同时由于天然雪具有很多不确定因素,还会使得比赛的观赏流畅性大幅度下降,关注度降低。

冬季奥运会最早使用人工造雪是在1980年,美国采取了人工造雪替代自然雪的做法。随着这一作法的“出炉”,许多国家开始模仿着这么去做,人工造雪也顺理成章成为了冬季奥运会的宠儿。

人工造雪在密度上是自然雪花的两倍左右,形状呈现为不规则的小冰粒。虽然在美感上和自然雪花没有可比性,但是硬度却比自然雪要高出很多。也正是因为人工造雪的这种特性,可以让铺出来的雪道更加结实,大幅度减少滑雪板和雪道之间的摩擦力。

通过国际雪联的文件我们可以知道,就算是比较小的大跳台赛道,也必须至少保证雪容量在11000立方米。而如果是是那种滑雪障碍追逐赛道,那么雪容量要求更高,需要至少保持大概71500立方米的雪容量。如果再考虑相关的融化系数,那么雪容量可能会达到107200立方米左右,是一个相当庞大的数据了。

如果想要达到这个标准,单纯依靠自然下雪那么是不太可能实现的,所以这个时候人工造雪就更加凸显出了必要性。而且自然雪的融点是比较低的,但是人工造雪的融点可以提高很多,就算是在20度左右的环境中,人工造雪制造出的雪也是可以保持一段时间的。

人工造雪还可以根据比赛的不同制造出不同直径的雪花,有效降低滑雪板和雪道之间的摩擦力。这一做法更加有助于参赛者完成旋转,飞跳等精彩动作,给观众带来美好的视觉欣赏,让参赛者取得更好的成绩。

综合考虑以上这些因素,人工造雪之所以能够被冬奥会偏爱,想来也是理所当然了。

人工降雨已是一项非常成熟的技术,然而人工模拟降雪打造冬奥会场地,难度就大了不少。北京冬奥会的举办,将各国的关注点再次吸引到了北京这座城市。此前北京就举办过夏季奥运会,但举办冬奥会并没有那么简单。

北京的气候环境不适合大型雪地环境长时间保持原样,没有必要的比赛场地,冬奥会很多项目自然就没法开展。一些室内滑冰项目,还可以用人造冰面打造场地,但室外的滑雪场地,就需要依靠人工降雪才能打造出合格的比赛场地了。

在举办这届冬奥会之前,国内的团队花了5年时间,才突破了造雪机的核心技术。为何人工造雪难度那么大呢?奥运会的举办城市一般没有严格的要求,只要能提供必要的场地和申请成功,就可以举办奥运会。

但夏季奥运会的项目要求的场地更容易实现,而冬奥会很多项目都要在覆盖雪的赛道上进行,如果雪太薄或者量不够,自然就没法满足比赛的要求了。在造雪机发明之前,冬奥会的举办城市,会在前几年用冷库存储大量的积雪。

不过要维持存储的积雪保持原样,需要耗费很多电能,而且铺设十几公里长的雪地赛道,所要用到的积雪量很大,存储的积雪也难以满足需要。俄罗斯曾举办过冬奥会,在举办前几年就存了大量积雪。

然而建设场地的时候发现积雪不够,后来调了450台造雪机,才解决供雪不足的问题,为此俄罗斯花费了4000万元。中国举办冬奥会,也可以选择租用造雪机,不过出于长远发展冬季 旅游 和滑雪的需要,几年前就开始了造雪机技术的攻克。

造雪机跟人工降雨差不多,只不过是吹出小块的结晶冰。以往的造雪机是将低于5 的水跟空气混合,在零下25 的环境中结成冰块,将冰块用切削机切碎后随着空气喷出。这种人造雪跟自然界形成的雪花有较大区别,它不是很薄的雪花,而是5mm大小的片状冰。

在几十年前那种造雪机得到了普遍使用,不过后来人们出于比赛公平的需要,对造雪机提出了更高的要求。片状冰铺设的雪道,跟自然界的滑雪赛道不同,颗粒更大导致雪道容易让运动员滑倒。

中国科研团队研发造雪机也伴随了艰辛历程,为了研发出能喷出符合要求雪花的造雪机,研究人员在野外零下20 的环境中作业,每天起早贪黑在多种环境条件下测试造雪机。

终于在2021年,研究团队研发出了多款适合不同环境条件的造雪机,为冬奥会的举办提供了有力保障。中国研发的造雪机,已经投入了实际使用,高山滑雪中心就用到了170台造雪机维护场地。

国产的造雪机跟之前的造雪机存在不同,不是采取将冰块切碎喷洒的方式,而是喷出雾状水滴,经过快速制冷形成更接近自然条件下的雪花。喷出的雪花尺寸从10 mm到03mm不等。

奥运会的雪地赛道并不像自然降雪形成的雪地,积雪密度要求达到自然雪积雪密度的5~13倍。运动员在雪道上多次滑雪,雪地赛道仍然能保持足够的光滑。

据了解,北京冬奥会的造雪工作持续了6周才完成了所有赛道的建设,人工造雪面积达到了125,000平方米。人造雪中也掺杂了一些防止积雪消融过快的物质,冬奥会的雪地赛道即使升温到十几度,积雪仍然能够继续稳定存在一段时间。#冬奥会# #造雪机#

人工雪制造 *** :炮筒式造雪机、冰片粉碎式造雪机。

1、炮筒式造雪机

炮筒式造雪机的工作流程是,来自高压水泵的高压水与来自空气压缩机的高压空气,在双进口喷嘴处混合。

高压空气将水流分割成微小的雾滴,利用自然蒸发和空气冲出喷嘴后的体积膨胀带走热量而使雾滴凝结成冰晶。这些冰晶就是我们看到的雪花。

2、冰片粉碎式造雪机

冰片粉碎式造雪机的工作流程是,先利用片冰机将水制成片状的冰,将片冰储存于带有制冷系统的容器中。

在需要使用雪花的时刻,通过高压的密闭风机,经粉碎腔体把已经造好的片冰粉碎成粉末,通过空气输送系统吹出粉末状的冰晶,因此达到飘雪效果。

人造雪的技术原理

在天然条件下,自然雪来自大气中的水蒸气凝结,当大气温度低到一定程度,水蒸气就会凝结成云,由气态转化为液态或固态。小冰晶飘浮在空中,靠继续凝结和互相碰撞合并而增大成为雪花。

自然条件下从雪晶形成到落地的过程需要较长时间,而人工造雪需要在短时间内完成制造晶核、促进雪晶成长的全过程。由于雪在本质上就是冰晶,因此目前主流的造雪机都是以高效生产冰晶为主要功能的。

北京冬奥会的主火炬“雪花”之所以能保证燃料充足持续燃烧,是因为上方威亚吊着气路。根据主火炬相关负责人的说法,“雪花”上方的威亚由十几个电机组成,包括气路的释放系统、电缆的释放系统和卷放系统都有。

冬奥会人工造雪成常态

近些年,大部分冬奥会用雪都要“自力更生”,人工造雪不仅可控性强,还能满足不同比赛场地的需求。

可控性强:温度低于0℃,造雪机就可以工作。

为什么北京冬奥会不下雪咱也不害怕?北京冬奥会有人工造雪和储雪两大保障,且人工造雪可以提前储存待用。同时还引进造雪引水系统,在延庆赛区修建了3个不同大小的塘坝,作为造雪用水储备。

能满足不同比赛场地的需求:人工造雪可以控制雪的粒径、含水量、硬度,以满足不同比赛场地要求。像高山雪场的造雪相对比较容易,而跳台场地,特别是着陆坡上的造雪控制是非常精细的,分为基层、中层、表层,每个层次的密度也不一样。

非自然性降温,人工方式利用换热技术实现水变成雪。

与自然界的自然雪相比,无论哪种形式的造雪设备,造出来的雪的形状都无法与其形状相似,无法实现6面菱形状自然雪。

自然雪花轻盈,可以缓慢地从天而降,美感十足。而所有的人工造雪设备造出的雪花,更类似雪珠,因此更类似冰晶,不能做到6面体雪花。

自然雪花密度约为328公斤/立方。而人造雪密度约为856公斤/立方。 1950年3月,美国人从韦恩·皮尔斯(Wayne Pierce)利用一个油漆喷雾压缩机,喷嘴和一些用来给花木浇水的软管造出了世界上之一台造雪机。他将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中,在落到地面以前这些小水滴凝结成冰晶,这也是枪式(炮筒式)造雪机的祖先。

1972年8月,德国Külinda(柯琳德)公司利用其领先的制冷技术,独树一帜,在水转化为冰后,通过完善机械、传动、液压、流体等技术,将冰片现行储存,然后粉碎,通过高速的冷风机机吹出,实现阶段性的类似雪花的造雪设备。

2002年,上海弗格森制冷设备有限公司(FOCUSUN REFRIGERATION)作为德国Külinda(柯琳德)公司的子公司改进了人造雪系统的关键冷却和传动工艺,实现了密闭式干状雪花夏天造雪的功能。

2014年,弗格森制冷(FOCUSUN)作为俄罗斯索契冬奥会冰雪项目设备的供应商之一,为冬奥会提供了7套日产300立方的人工造雪系统。 1980年2月,第13届美国普莱西德湖冬奥会,财大气粗的美国人在冬奥会历史上首次采用了人工造雪机来造雪,冬奥会“靠天吃饭”的困惑得到了根本缓解。

1988年在加拿大卡尔加里举行的第15届冬奥会期间,组织者花了近400万美元购得电子计算机控制的造雪机,并在所造的白雪中加入一种类似酵母的细菌,使晶莹的雪花更大、更结实,即使刮起暖风也不易融化。该届冬奥会进行期间,气温曾高达18℃,亏得特殊的人造雪帮了大忙,因而得名“人工冰雪运动会”。

1998年在日本长野举行的第18届冬奥会,鉴于长野滑雪场严重缺雪,组委会负责人纷纷到当地一个有1400年历史的寺庙祈祷降雪。不料祈来的是大雨,国际雪上运动联合会秘书长自嘲:“滑雪赛该变成滑水赛了。”最危险的是,雪面上的雨水冻成了一层硬壳,变得异常光滑。长野运动会是史上最糟糕的一次冬奥会。

2014年索契奥运会组委会在赛场附近修建了大型储雪设施,紧急储存了45万立方米的积雪。这些积雪用40厘米厚、特别处理过的锯末层遮盖起来。光这一项的花费,就达到了25亿卢布 (约合人民币4600万元)。为了确保万无一失,组委会还从美国、中国、瑞士购进了约500套造雪机,利用附近两个工人湖以及一个山脉中溪流的自然水资源,可以把将近9万立方米的水变成雪,足够将500个足球场覆盖两英尺深。 炮筒式

目前国内滑雪场都采用零下温度造雪的雪炮方式降雪。因受气温及湿度的影响很大,暖冬现象严重,冬季造出来的雪量有限,满足不了滑雪场的正常营业。人工降雪机受环境的影响太大,大气温度达不到-3℃以下,温度60%以上就造不出雪。

其工作流程是,来自高压水泵的高压水与来自空气压缩机的高压空在双进口喷嘴处混合。利用自然蒸发和空气出喷嘴后的体积膨胀带走热量而使雾滴凝结成冰晶。但存在的问题是雾滴越小,其蒸发量越大,水的损失越多,造雪效率越低。此外,只能在冰点以下工作,对外界环境温度的依赖性很强,造雪效率低。

冰片粉碎式

随着温室效应逐渐加剧,冬天气温升高,只靠人工造雪机造雪,已达到了极限,部分地区滑雪场甚至已无法继续营业。如何克服雪量的不足,成为各滑雪场更大的难题。

冰片粉碎式造雪机的工作流程是,先将水制成片状的冰(15MM-20MM),储存于带有制冷系统的容器中,在需要使用雪花的时刻,通过高压的密闭风机,经粉碎腔体快速输送到指定需雪区域。与炮筒式造雪机相比较,有如下优点:

1,大量制雪,高效率—达到1000立方/day的制冰量。

2,雪形更类似自然雪,美感超过炮筒式。

3,符合超远距离输送—能达到200M以上。

4,自动制冰,自动蓄积—夜间无人状态下,自动制冰口蓄积。

5,无天气气温的限制,无水温的限制,无湿度的限制。全年360天常态化造雪。

6,减少水的浪费。

7,减少人工成本。

8,无任何污染。 1- 美国 *** I公司,是全球伟大的炮筒式造雪机制造商之一。

2- 德国弗格森(FOCUSUN),是全球领先的人造雪制造商。

3- 德国INNOVAG公司,全球室内造雪先驱。

4- 奥地利Technoalpin公司,枪式造雪机领先企业。

人造雪

人造雪又称人工造雪,是指人为地,通过一定的设备或物理、化学手段,将水(水气)变成雪花或[1]类似雪花的过程。人造雪制造方式分为炮筒式与冰片粉碎式。自然雪花密度约为328公斤/立方,而人造雪密度约为856公斤/立方。从本质上看,人造雪和自然雪是相同的,但人造雪的密度更大。因此在相同条件下,同体积人造雪比自然雪融化慢。

中文名

人工造雪

外文名

artificial snow making

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人为制造的雪

人造雪性质

非自然性降温,人工方式利用换热技术实现水变成雪。

与自然界的自然雪相比,无论哪种形式的造雪设备,造出来的雪的形状都无法与其形状相似,无法实现6面菱形状自然雪。

自然雪花轻盈,可以缓慢地从天而降,美感十足。而所有的人工造雪设备造出的雪花,更类似雪珠,因此更类似冰晶,不能做到6面体雪花。

自然雪花密度约为328公斤/立方。而人造雪密度约为856公斤/立方。

人造雪应用领域

应用于滑雪场、人造自然飘雪景观、娱乐舞台造景、影视拍摄飘雪景观、实验室飘雪、汽车低温耐寒性能测试。

人造雪历史

1950年3月,美国人韦恩·皮尔斯(Wayne Pierce)利用一个油漆喷雾压缩机,喷嘴和一些用来给花木浇水的软管造出了世界上之一台造雪机。他将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中,在落到地面以前这些小水滴凝结成冰晶,这也是枪式(炮筒式)造雪机的祖先。

1972年8月,德国Külinda(柯琳德)公司利用其领先的制冷技术,独树一帜,在水转化为冰后,通过完善机械、传动、液压、流体等技术,将冰片现行储存,然后粉碎,通过高速的冷风机机吹出,实现阶段性的类似雪花的造雪设备。

2002年,上海弗格森制冷设备有限公司(FOCUSUN REFRIGERATION)作为德国Külinda(柯琳德)公司的子公司改进了人造雪系统的关键冷却和传动工艺,实现了密闭式干状雪花夏天造雪的功能。

2014年,弗格森制冷(FOCUSUN)作为俄罗斯索契冬奥会冰雪项目设备的供应商之一,为冬奥会提供了7套日产300立方的人工造雪系统。

人造雪与奥运会

1980年2月,第13届美国普莱西德湖冬奥会,财大气粗的美国人在冬奥会历史上首次采用了人工造雪机来造雪,冬奥会“靠天吃饭”的困惑得到了根本缓解。

1988年在加拿大卡尔加里举行的第15届冬奥会期间,组织者花了近400万美元购得电子计算机控制的造雪机,并在所造的白雪中加入一种类似酵母的细菌,使晶莹的雪花更大、更结实,即使刮起暖风也不易融化。该届冬奥会进行期间,气温曾高达18℃,亏得特殊的人造雪帮了大忙,因而得名“人工冰雪运动会”。

1998年在日本长野举行的第18届冬奥会,鉴于长野滑雪场严重缺雪,组委会负责人纷纷到当地一个有1400年历史的寺庙祈祷降雪。不料祈来的是大雨,国际雪上运动联合会秘书长自嘲:“滑雪赛该变成滑水赛了。”最危险的是,雪面上的雨水冻成了一层硬壳,变得异常光滑。长野运动会是史上最糟糕的一次冬奥会。

2014年索契奥运会组委会在赛场附近修建了大型储雪设施,紧急储存了45万立方米的积雪。这些积雪用40厘米厚、特别处理过的锯末层遮盖起来。光这一项的花费,就达到了25亿卢布 (约合人民币4600万元)。为了确保万无一失,组委会还从美国、中国、瑞士购进了约500套造雪机,利用附近两个工人湖以及一个山脉中溪流的自然水资源,可以把将近9万立方米的水变成雪,足够将500个足球场覆盖两英尺深。

人造雪实现方式

炮筒式

目前国内滑雪场都采用零下温度造雪的雪炮方式降雪。因受气温及湿度的影响很大,暖冬现象严重,冬季造出来的雪量有限,满足不了滑雪场的正常营业。人工降雪机受环境的影响太大,大气温度达不到-3℃以下,温度60%以上就造不出雪。

其工作流程是,来自高压水泵的高压水与来自空气压缩机的高压空在双进口喷嘴处混合。利用自然蒸发和空气出喷嘴后的体积膨胀带走热量而使雾滴凝结成冰晶。但存在的问题是雾滴越小,其蒸发量越大,水的损失越多,造雪效率越低。此外,只能在冰点以下工作,对外界环境温度的依赖性很强,造雪效率低。

冰片粉碎式

随着温室效应逐渐加剧,冬天气温升高,只靠人工造雪机造雪,已达到了极限,部分地区滑雪场甚至已无法继续营业。如何克服雪量的不足,成为各滑雪场更大的难题。

冰片粉碎式造雪机的工作流程是,先将水制成片状的冰(15MM-20MM),储存于带有制冷系统的容器中,在需要使用雪花的时刻,通过高压的密闭风机,经粉碎腔体快速输送到指定需雪区域。与炮筒式造雪机相比较,有如下优点:

1,大量制雪,高效率—达到1000立方/day的制冰量。

2,雪形更类似自然雪,美感超过炮筒式。

3,符合超远距离输送—能达到200M以上。

4,自动制冰,自动蓄积—夜间无人状态下,自动制冰口蓄积。

5,无天气气温的限制,无水温的限制,无湿度的限制。全年360天常态化造雪。

6,减少水的浪费。

7,减少人工成本。

8,无任何污染。

全球知名厂家

1- 美国 *** I公司,是全球伟大的炮筒式造雪机制造商之一。

2- 德国弗格森(FOCUSUN),是全球领先的人造雪制造商。

3- 德国INNOVAG公司,全球室内造雪先驱。

4- 奥地利Technoalpin公司,枪式造雪机领先企业。