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基礎知識

人造雪原理

俗話說天有不測風云,當自然降雪不給力的時候,我們就要依靠造雪機發揮作用了。 通常只要具備水源,電源或其他能源,在低于32°F(0°C)的溫度,就可以實現人工機器造雪。

實際雪是冰的小顆粒。 因此,真正古老的制雪方式就是研磨冰塊,在熱帶地區和特殊活動中,人們會采用此方法生產“雪”。 然而,對于較大規模的需求而言,研磨冰塊不僅代價昂貴,勞動力成本也是非常大,因此,擁有能夠直接將水轉化為雪的機器逐漸成為人們的期望。

造雪機是通過將水打碎成小顆粒,顆粒在在冷空氣中移動來達到冷卻的目的,由此水顆粒聚集成核并將所產生的雪分散產生下雪的效果。 那么,為什么人們不通過灑水來制雪呢? 水是一種獨特的物質,它在凍結時會膨脹,并且具有很高的熔化熱,因此所形成的冰塊能夠保持很長時間。 熔化熱是指單位質量的晶體在熔化時變成同溫度的液態物質所需吸收的熱量。也等于單位質量的同種物質,在相同壓強下的熔點時由液態變成固態所放出的熱量。在一定溫度、壓力下,純物質熔化(晶體轉變為液態)過程中體系所吸收的熱(即過程的熱效應),例如從65°F(18.3°C)到64°F(17.8°C)或34°F(1.1°C)到33°F(.6°C) 放熱1BTU(英熱單位)。 但是,要將32°F(0°C)的一磅液態水從液體轉換為32°F(0°C)的一磅冰,則需要放熱144 BTU。 總之,在造雪中需要大量的放熱(冷卻)過程。 此外,水可以在低于32°F(0°C)的溫度下冷卻,并且除非成核,否則仍然保持液態。 這種現象稱為過冷現象(注:在一定壓力下,當液體的溫度已低于該壓力下液體的凝固點,而液體仍不凝固的現象叫液體的過冷現象)。

因此,造雪機首先將水分通過物理方式打成小顆粒,將水冷卻至32°F(0°C),去除熔化所需熱量,最后成核。 造雪需要相對大量的水,例如,覆蓋200英尺(61米)乘200英尺(61米),6英寸(15厘米)厚積雪區域,則需要20,000立方英尺(566立方米) 的雪。 這將需要10,000立方英尺(283立方米)或74,600加侖(282,392升)的水。 因此,這就需要良好的供水系統支持,提供水壓應至少為100 PSI(磅每平方英寸)(7BAR)或230英尺揚程。

許多滑雪場每分鐘可以將超過5000加侖(18,900升)的水轉化為雪。 也就是每分鐘20噸或每小時1,250噸。 人工造雪雖然通常用于滑雪場,但也用于建筑項目的防凍,農作物的防凍,汽車和飛機測試以及污水處理。

雪質分類

靜雪

您有沒有想過為什么一場新雪看起來如此平靜? 一個原因是降雪過程中,雪花中夾雜著氣囊,當它們落地時,氣囊有助于吸收聲音,從而削弱了響聲。

雪花

雪花的形成與雨滴形成的方式大致相同。 水蒸氣與空氣中微小的塵埃,晶體或其他雜質結合,形成微小的冰晶。 風的作用下,使冰晶在云層中不斷運動,使它們與周圍水結合或通過較冷水滴的累積下不斷增長。

冷雪

并非所有寒冷的地方都有大量的積雪。 太冷的地方,空氣非常干燥,含有水分很少,甚至是幾乎為零,不能形成雪花。比如美國北部相比較寒冷的北極更常見雪花的出現!

暴雪

暴風雪是最危險的降雪方式。在溫度低于20°F(-7°C)時,風速必須達到每小時35英里(56公里/小時)。這些條件導致雪四處飛散,通常能見度非常低。

氣壓

由于重力的存在,大氣也具有重量。大約有一噸重的空氣一直壓在你身上,但你感覺不到。那是因為相同的壓力的氣體環繞并支撐著你。用氣壓計測量空氣壓力。當空氣寒冷干燥時,它的重量更大(高壓),因此在晴朗天氣下氣壓計會更高。當空氣潮濕時,它實際上重量較輕(低壓),因此下雨時氣壓較低。所以氣壓讀數變化便意味著天氣的變化。氣壓計讀數下降表示天氣變化。氣壓計表讀數下降表明將有降雨的情況發生。氣壓計讀數增加表明天氣逐漸變得晴朗。在造雪過程中,通常高壓條件下,晴朗且寒冷的夜晚,造雪產量將達到最佳。

露點

空氣溫度必須冷卻以便發生飽和。 露點溫度是假設空氣的氣壓或含水量沒有變化。

(注:露點--空氣中水氣含量達到飽和的氣溫,低于此溫度時水氣從空氣中析出凝成水珠

濕球溫度

通過在恒定壓力下將水蒸發到空氣中可以獲得的最低溫度。 這個名字來自于將濕布放在水銀溫度計泡上然后在布上吹空氣直到水蒸發。 由于蒸發會吸收熱量,溫度計會在同一地點和時間冷卻到比干燥更低的溫度。 濕球溫度可以與干球溫度一起使用以計算露點或相對濕度。

機器造雪vs人工造雪

我們行業中更喜歡使用“機器造雪”這個術語來描述產出與大自然降雪無差異的雪。 我們不喜歡使用術語“人造雪”,因為我們所產出的并不是假的或仿制雪。 機器造雪的原理主要是使用水和壓縮空氣來幫助將水滴結晶成雪。 由于空中結合時間短,機器造雪通常沒有樹枝狀手臂,雪花更像是小枝干。

什么是固化?

雪通常以堆積形式存儲,以使水滴有時間徹底凍結。 短時間內雪只是外圍凍結,需要長時間來實現100%冷凍。 所以大多數滑雪場都喜歡在推雪之前將雪堆存放8到10個小時。

 

造雪機類型

如今市場上主流的兩種造雪機類型 - 風扇式和桿式/槍式。 使用成核方式實現水噴霧結晶的概念仍然適用于這兩種技術。

風扇式造雪機使用風扇電機驅動扇葉,將雪拋射至空中,增加成核和冷凍時間, 風扇式造雪機以高拋射,長距離而聞名,在所有天氣條件下都具有較高造雪產量,抗風能力佳以及整體性能優越。風扇式造雪機底座可選移動式支架、塔式以及擺臂式。桿式/槍式造雪機通常采用塔式安裝方式,通常采用6米或9米桿。 槍桿揚起高度可增加成核時間。桿式和槍式造雪機拋射高度和距離有限,抗風能力較差,產量易受影響。

如何選擇風扇式或桿式/槍式?

      這兩種技術如今都很流行。 風扇式造雪機更適合在臨界溫度下和較寬的雪道造雪。 桿式/槍式造雪機更適合較冷的天氣條件下和較窄雪道造雪, 兩種類型造雪機均可選手動和自動控制選項。

什么是SmartSnow?智能造雪軟件?

SmartSnow是一款擁有控制功能的智能造雪軟件,作為造雪系統的大腦運行。 通過氣象數據,水溫,雪質,水壓等變量輸入,有助于造雪機實時調整造雪方案,以達到較佳雪質。 整個系統可以通過電腦,平板電腦或智能手機操作。

SmartSnow已經開發了20多年,可為雪場提供卓越的能源和資源管理以及綜合比較數據。

為什么造雪時使用的是濕球溫度?

濕球條件對環境溫度和相對濕度的影響,有助于水滴實現較冷條件。它與溫度計上水銀球濕潤時的溫度讀數有關。該讀數通常比干燥溫度低。因此,濕度在液滴凍結過程中起著重要作用。天氣越冷,越干燥,就越能有效地雪。

 

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