أرز. 18. مسدس الثلج ESG-260
العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة الثلج الصناعي هي:
درجة حرارة الهواء والماء ،
رطوبة الجو،
ميزات نظام الثلج الاصطناعي (عن طريق تبريد الماء ، يمكن تحسين إنتاج وجودة الثلج الاصطناعي بشكل كبير)
بالإضافة إلى ذلك ، يلعب زاوية المنحدر دورا هاما: كلما كان الجبل أكثر انحدارًا ، كلما تم رش الجسيمات ، على التوالي ، يكون صنع الثلج على المنحدر أفضل.
في المتوسط ، المستوى الأولي للغطاء الثلجي على المنحدر هو 0.29-0.30 م ، عند درجة حرارة هواء من -4 -6 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الماء +4 درجة مئوية. مع مثل هذه المعلمات لصنع الثلج واحد متر مربعيتطلب المنحدر 0.45 متر مكعب. الماء و 0.388 كيلو واط ساعة من الطاقة.
تعتمد كمية ونوعية الثلج الاصطناعي الناتج بشكل مباشر على درجة حرارة الهواء والماء وضغط الماء وما إلى ذلك. عند استخدام معدات الثلج ، في المتوسط ، يمكن أن تتراوح درجة الحرارة من -1.5 درجة مئوية إلى -13 درجة مئوية. عند درجة حرارة T = -13 درجة مئوية ، ستعمل المعدات بأكبر قدر من الكفاءة ، ولكن حتى إذا انخفضت درجة الحرارة أدناه ، ستستمر المدافع في إنتاج ثلج اصطناعي عالي الجودة.
تصنيف بنادق الثلج
بنادق الثلج المروحة
إن إنتاجية مسدس الثلج المروحة أعلى بخمس مرات من إنتاجية الصاري
القدرة على توجيه تدفق الثلج حتى في الرياح القوية
مجموعة عالية من الثلوج
جودة عالية للثلج عند ضغط ماء 8-35 بار
سيعمل الجهاز بضغط ماء من 11 إلى 660 لتر / ثانية.
يمكن تعديل جودة الثلج تلقائيًا
أداء عالي عند - 6-7 درجة مئوية
بنادق الصاري
للعمل في منطقة هادئة / طقس
في وجود ضغط مياه مرتفع (30-40 بار)
بعرض منحدرات متوسطة الحجم
سهولة النقل
للمنحدرات التي يحتاج فيها الغطاء الثلجي إلى التحديث بشكل متكرر
من الممكن تعدد وظائف مدافع الثلج ، على سبيل المثال ، من الممكن توصيل أنظمة صنع الثلج وإضاءة الممرات. وهي ميزة هذا النوع من مولدات الثلج.
خصائص الثلج الاصطناعي عالي الجودة الذي تنتجه مسدسات الثلج
جودة الثلج هي قضية مثيرة للاهتمام ومثيرة للجدل. وزن الثلج (على سبيل المثال 400-450 كجم / م) هو وزن الماء في الثلج ، بالإضافة إلى أن مستوى الكثافة وهيكل البلورات من الخصائص المهمة. وزن الثلج ليس المؤشر الوحيد على جودته. معظم مؤشرات مهمةجودة الثلج الاصطناعي هي:
مقاومة عالية للذوبان
الثلج الذي لا يتدحرج عن المنحدر عند التزلج
الحد الأدنى من استخدام الطاقة في إنتاج الثلج
بالنسبة إلى صناعة الثلج على المنحدرات عالية الجودة ، تلعب مسافة طيران الجسيمات دورًا مهمًا للأسباب التالية:
يستمر تجميد القطرات حتى أثناء تحليق الجزيئات في الهواء
إمكانية إنتاج ثلج بالمستوى المطلوب من الرطوبة
يمكن أن تعمل البنادق في الهواء الجاف
أول ثلج ناعم
مبدأ التشغيل
المرحلة 1: حجم القطرة الأولي 100 ميكرومتر
المرحلة 2: تتحد القطرات الصغيرة المبردة مع القطرات الكبيرة
المرحلة 3: تصل القطرات إلى حجمها النهائي ، وتبريد المياه بأقل قدر من التبخر
المرحلة 4: يتم دمج الجزيئات المزالة وتجميدها
المرحلة الخامسة: توزيع الثلج يحدث بدون إضافة الماء
حصيلة:العيب الأساسي لمسدس الثلج هو الموسمية. وفقًا لذلك ، لا يمكن استخدام هذا النوع من صانعات الثلج في أي وقت من السنة ، باستثناء فصل الشتاء. وبالتالي ، فإن مسدس الثلج يلبي المتطلبات التنظيمية ، ولكنه غير عملي تمامًا للاستخدام.
الاحتباس الحراريأدى ذلك إلى تقليص الموسم في بعض أقدم منتجعات التزلج على الجليد من أربعة أشهر إلى شهر أو شهرين. هناك توقعات تشير إلى أن مركز صناعة التزلج الأوروبية سيتحول قريبًا من جبال الألب إلى الدول الاسكندنافية. بحثًا عن الثلج ، بدأ الأمريكيون بالفعل في استكشاف ألاسكا. كل شيء ، ليس هناك مكان آخر نذهب إليه. يبقى فقط لاستخدام الأسلحة. خاص.
إذا لم تتجاوز الدائرة القطبية الشمالية للثلج ، فعلى الأرجح ، في منتجعك المفضل ، ستركب على ersatz - اصطناعية ، أو تقنية ، كما يسميها المحترفون ، الثلج. اليوم ، لا يوجد منتجع واحد يمكنه الاستغناء عن آلات صنع الثلج الخاصة ، من شامونيكس الفرنسية إلى فولين بالقرب من موسكو. لقد رأى كل متسابق تقريبًا بنادق ثلجية أثناء العمل وإصداراتها الأخف وزناً - بنادق الثلج. من الخارج ، تبدو عملية تكوين الثلج بسيطة: تقوم المراوح العملاقة برش الماء ، الذي يتحول إلى ثلج في البرد. لكن هذا فقط من الجانب.
ثلج حقيقي
يتكون الثلج الطبيعي من بخار الماء الجوي. عندما يبرد بخار الماء ، وهو الشكل الغازي للماء ، إلى درجة التكثيف ، فإنه يتحول من غازي إلى سائل أو شكل صلب. تتكون السحب التي اعتدنا على تكوينها من مثل هذه القطرات المكثفة ، على الرغم من صغر حجمها بحيث يسهل الاحتفاظ بها في الأعلى عن طريق ارتفاع التيارات الهوائية. عندما تصبح القطرات ثقيلة للغاية ، فإنها تسقط على الأرض كمطر. إذا كانت درجة الحرارة أقل بكثير من نقطة الندى ، فإن بخار الماء يتجاوز المرحلة السائلة ، مكونًا بلورات صغيرة. بالنسبة للجزء الاكبر العالميبدأ المطر المعتاد بالنسبة لنا ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، بتساقط الثلوج ، لكن رقاقات الثلج ، عندما تقترب من الأرض ، لديها وقت لتذوب. الحقيقة هي أنه في ذروة تكوين السحب ، هناك دائمًا درجة حرارة سلبية ، يمكن مقارنتها بصقيع ياقوت. تأكيد بسيط لهذه الحقيقة هو البرد في الصيف الحار.
ومع ذلك ، لا يتجمد الماء تلقائيًا عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمد. يمكن تبريد الماء المقطر إلى درجة حرارة منخفضة إلى حد ما تصل إلى -400 درجة مئوية ، وسيظل سائلاً. ومع ذلك، في الحياه الحقيقيهيبدأ البخار في الغيوم في التبلور بالفعل عند 00 درجة مئوية. الحقيقة هي أنه من أجل بدء عملية التكثيف ، يحتاج الماء إلى أصغر الجزيئات التي يمكن أن تستقر جزيئاتها حولها. مراكز التكثيف هذه في الغلاف الجوي هي أصغر جزيئات السخام والضباب الدخاني الحضري والبكتيريا والمواد الأخرى. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي تتشتت بها السحب عن طريق رش كواشف خاصة (على سبيل المثال ، يوديد الفضة) من الطائرات فوقها ، والتي تعمل كمراكز للتكثيف.
يتبلور الماء في الغيوم بأشكال غريبة من ستة شعاع كسورية تسمى رقاقات الثلج. الأطول الوقت يمتدعملية التبلور ، كلما كان نمط ندفة الثلج أكثر صعوبة. تستغرق هذه العملية في السحب عشرات الدقائق. من ناحية أخرى ، يتشكل الثلج الاصطناعي في ثوانٍ ، لذلك عند الفحص الدقيق ، تبدو بلوراتها مثل البلورات السداسية ذات النوى الشعاعية ، وتشعر وكأنها حبيبات عند لمسها. ومع ذلك ، فإن مثل هذا الثلج يذوب بشكل أبطأ من الثلج الطبيعي ، وتنزلق الزلاجات عليه بشكل مختلف.
بنادق الثلج
الفكرة المستخدمة لتفريق السحب (تكثيف المياه حول مراكز التكثيف الاصطناعية) مناسبة تمامًا أيضًا لإنتاج الثلج الاصطناعي. يعد Snowmax أحد أكثر أنواع البلورات شيوعًا المستخدمة في صناعة الثلج ، وهو بروتين طبيعي خاص يقوم بعمل ممتاز في جذب جزيئات الماء.
في التصميمات الأولى لبنادق الثلج ، تم خلط الماء بالهواء المضغوط وإلقائه من خلال فتحات تحتها ضغط مرتفعفي تدفق الهواء الناتج عن مروحة قوية. يؤدي الهواء المضغوط ثلاث مهام في وقت واحد: رش الماء ، وإلقاء القطرات الناتجة في الهواء ، بالإضافة إلى تبريد الماء. يعتمد التأثير الأخير على حقيقة أن الغازات تبرد أثناء تمدد ثابت الحرارة. حاول فتح علبة من ثاني أكسيد الكربون - ستبرد على الفور إلى درجات حرارة دون الصفر ، مما يعرضك لخطر الإصابة بقضمة الصقيع على يديك.
عيب هذا المخطط هو ارتفاع استهلاك الهواء. لذلك ، تعمل البنادق الأكثر حداثة في عملية من مرحلتين. أولا عن طريق الخلط هواء مضغوطوكمية صغيرة من الماء ، تتشكل أصغر بلورات الجليد - أجنة الثلج الاصطناعي. ثم تسقط هذه "الأجنة" في مجرى الماء الذي يتم رشه بواسطة مراوح قوية ، والتي تتبلور عليها بسرعة تشكل بلورات ثلجية جاهزة.
السمة المميزةمن بين جميع البنادق مروحة قوية تقذف خليطًا من الماء والهواء على مدى عشرات الأمتار. خلال مثل هذه الرحلة ، يكون أمام بلورات الثلج الاصطناعي الوقت لتتشكل ، بالإضافة إلى أن "النطاق" العالي يسمح لك بتساقط الثلوج في مساحات كبيرة.
في منتجعات التزلج ، يمكنك أيضًا رؤية نوع آخر من مسدسات الثلج - بنادق الثلج. اختلافهم عن البنادق هو عدم وجود مروحة.
عملية تكوين الثلج فيها على النحو التالي. يوفر الهواء المتباعد وفوهات الماء الأولى كمية محدودة من الماء والهواء إلى منطقة الخلط ، التي تقع على مسافة 810 سم من البندقية ، حيث تتشكل بلورات الثلج. يتم إزاحة هذه البلورات الصغيرة عن طريق القصور الذاتي على مسافة 20 سم تقريبًا من البندقية ، وتدخل في مجرى المياه من الفوهة الثانية ، حيث يلتصق بها الماء. يحدث تبلور الثلج أثناء السقوط الحر للبلورات على الأرض من ارتفاع لا يقل عن 4 أمتار.
ظروف الثلج
إن وجود المدفعية الثلجية لا يعني حتى الآن حل مشاكل الثلوج. يعتمد الكثير أيضًا على ظروف تكوين الثلج ، وأهم معالمها درجة الحرارة والرطوبة النسبية (نسبة بخار الماء الموجودة بالفعل في الهواء إلى كمية بخار الماء المقابلة لحالة التشبع). الحقيقة هي أن الماء يبرد عن طريق التبخر الجزئي الخاص به ، أي انتقال جزء من السائل إلى بخار. ومع ذلك ، فكلما زادت الرطوبة النسبية ، كانت عملية التبخر أبطأ ، وبالتالي التبريد.
لذلك ، عند مستوى منخفض الرطوبة النسبيةتكون عملية تكوين الثلج ممكنة عند درجات حرارة أعلى من 00 درجة مئوية. في رطوبة عالية و درجات الحرارة المنخفضةمن الممكن أن تتساقط أمطار عادية بدلاً من الثلج.
مع رطوبة نسبية تبلغ 30٪ ، يمكن تشغيل مسدسات الثلج عند درجة حرارة -10 درجة مئوية ، وهذا يعتبر ظروف جيدةلصناعة الثلج. إذا انخفضت درجة الحرارة عن -6.70 درجة مئوية ، فمن الممكن تكوين ثلج حتى في الرطوبة النسبية 100٪. في درجات حرارة أقل من -100 درجة مئوية ، يمكن تجاهل الرطوبة.
في الحياة الواقعية ، يمكن أن تختلف ظروف تكوين الثلج ليس فقط من مسار إلى آخر ، ولكن أيضًا بين صفين. المدافع الدائمة: يمكن للمرء أن يصنع الثلج بالفعل ، وللوقوف على ارتفاع 100 متر فقط أدناه ، فإن الظروف غير كافية. في السابق ، كان المتخصصون المحترفون يراقبون عمل مدافع الثلج ، الذين قرروا متى وأين يتم تشغيل أسلحة الثلج. الآن يتم استبدالهم بأنظمة كمبيوتر قوية ، ويتم التحكم في أنظمة صنع الثلج من مركز واحد مريح.
سحق الجليد
المدافع مناسبة فقط لصنع الثلج في الشتاء. ولكن ماذا لو كان الصيف بالخارج ، ولكن لا يوجد بول لركوبه بشكل صحيح؟ حتى وقت قريب ، كان السبيل الوحيد للخروج هو الانتقال إلى نصف الكرة الجنوبي أو إلى الأنهار الجليدية الجبلية العالية. لكن التقدم لا يزال قائما. بفضل الشركة اليابانية Piste Snow Industries من طوكيو ، التي ابتكرت تقنية أنظمة تكسير الجليد (ICS) ، يمكن إنتاج الثلج في درجات حرارة تصل إلى + 150 درجة مئوية. داخل المنشأة اليابانية ، التي لا يمكن تمييزها ظاهريًا عن صندوق المحولات ، يتجمد الماء إلى طبقات رقيقة من الجليد يتم سحقها إلى مسحوق بهواء مضغوط. هذا هو السبب في أن أنظمة ICS في روسيا تسمى أحيانًا مصانع تكسير الجليد. يمكن أن يختلف حجم بلورات الجليد النهائية للثلج الاصطناعي من ميكرون إلى 0.3 مم. تذكرنا البلورات الصغيرة بالثلج الطبيعي ، بينما لا تذوب البلورات الكبيرة لفترة أطول. تختلف أنظمة ICS في طريقة تطبيق الثلج الاصطناعي على المسار: يتم رشه من خلال خرطوم عملاق. في اليابان ، ظهرت المسارات الصيفية التي تستخدم تقنية ICS في عام 1991 (الآن أكثر من 15 منتجعًا يابانيًا مجهزة بمسارات على مدار العام) ، وفي منتصف التسعينيات ، وصلت التكنولوجيا اليابانية إلى أوروبا. على سبيل المثال ، منذ عام 1997 ، تم توفير المتزلجين الفرنسيين في Sig Urban Park في Grenoble للتزلج على مدار العام بواسطة معدات ICS. الآلات الحديثةقادرة على إنتاج 150 طنًا من الثلج يوميًا ، بينما تستهلك 400 كيلوواط من الكهرباء في الساعة و 142 لترًا من الماء في الدقيقة. هذه الآلة المعجزة التي تزن 45 طنًا تكلف حوالي مليون دولار.
للوهلة الأولى ، يبدو أن "صنع" الثلج أمر بسيط للغاية ، طالما يوجد ماء وصقيع. لنقم بتجربة بسيطة. في وقت الشتاءخذ زجاجة رذاذ واملأها ماء بارد. ثم نخرج إلى الشارع في البرد القارص ، بحيث تكون درجة الحرارة على الأقل 20 درجة مئوية تحت الصفر ، وسنبدأ في رش الماء.
ماذا ستكون النتيجة؟ هل سنحصل على رقاقات ثلجية حقيقية؟ لا ، سيتبلور الماء ويتحول إلى قطع صغيرة من الثلج.
بدأ إنتاج الثلج الاصطناعي منذ أكثر من 50 عامًا. أولاً مرافق تجريبيةتم إنشاؤها في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي في البلدان التي مناظر الشتاءكانت الرياضة تحظى بشعبية كبيرة.
لطالما أراد الإنسان التحكم في العناصر ، واليوم أصبح ذلك ممكنًا.
طريقة لإنتاج الثلج عن طريق رش الماء تحت الضغط في البرد الطبيعي
هذه الطريقة في إنتاج الثلج هي الأكثر شهرة وانتشارًا. يتم استخدامه في الهواء الطلق في درجات حرارة منخفضة. الهواء الجوي(أقل - 1.5 درجة مئوية).
تتمثل طريقة تكوين الثلج هذه في تنظيم تفاعل قطرات الماء (حتى 100 ميكرون) من ذرات الماء مع تدفق هواء عالي السرعة ، وهو قادر على نقل قطرات الماء في البيئة على مسافة تصل إلى 50 مترًا. يتم استخدام مروحة محورية قوية لتكوين تدفق الهواء ، لذلك يسمى مولد الثلج هذا المعجب. هناك أيضا بدون مروحةبنادق الثلج ، حيث يتم تجميد قطرات الماء بسبب طردها تحت ضغط الماء المزود من ارتفاع يصل إلى 12 مترًا وإدخال مراكز التبلور في التدفق. يمكن أيضًا تنظيم عملية تكوين الثلج عن طريق توفير المياه لتدفق هواء عالي السرعة يتشكل أثناء التمدد الأسرع من الصوت للهواء المضغوط في فوهة فوهة ملفوفة لمولد ثلج.
مولد مروحة الثلج (مسدس الثلج).
مسدس الثلج عبارة عن هيكل ملحوم مسبق الصنع ، والذي يتضمن وحدات وأدوات تحكم في الأنظمة الهوائية منخفضة و ضغط دم مرتفع، تجمعات النظام الهيدروليكي، عناصر تحمل الطاقة ، النظام الكهربائي.
يتمثل مبدأ تكوين الثلج المستخدم في تصميم بنادق سلسلة ESG-XXX في تنظيم تفاعل قطرات الماء الخفيفة (حتى 100 ميكرون) مع تدفق هواء عالي السرعة ، وهو قادر على نقل قطرات الماء في البيئة المحيطة. على مسافة تصل إلى 50 مترًا. في درجات الحرارة المحيطة السلبية (أقل من -1.5 درجة مئوية) ، يتم تبريد قطرات الماء إلى درجة حرارة بداية التبلور. في وجود مراكز التبلور في تدفق على مرحلتين ، نمو سريعبلورات الجليد ، والتي في المرحلة الأخيرة من الرحلة تأخذ شكل حبيبات ثلجية.
يتم إنتاج مراكز التبلور بواسطة نظام مدفع خاص ويتم تغذيتها في تيار هواء عالي السرعة في وقت واحد مع الماء المتراكم.
عادةً ما يتم تثبيت المروحة على إطار دوار كهربائي ، مما يسمح لك بتغيير اتجاه تدفق هواء المروحة في المستويين الأفقي والعمودي. يتم تركيب مشعب ماء حلقي متعدد الفوهات على جزء مخرج المروحة.
يتم تثبيت فوهات تشكيل الماء والثلج عليه. يتم تضمين جزء من الفوهات في العمل في وقت واحد مع توفير المياه للمجمع. يتم تشغيل أو إيقاف تشغيل الباقي حسب الحاجة للتحكم في جودة الثلج المنتج. يتم توصيل مجمع المياه بمجمع الهواء الحلقي ، والذي من خلاله يتم توفير الهواء المضغوط إلى فوهات تشكيل الثلج. يتم وضع الضاغط المدار كهربائيًا وخزانة التحكم في المنتج على إطار طاقة دوار.
يتم توفير الماء إلى كتل الفوهة الخاصة بجهاز تجميع المياه من مصدر خارجي من خلال خرطوم مرن وفلتر مشقوق.
يتم تصنيع بنادق الثلج بواسطة Ecosystem في روسيا. تسليم المعدات المستوردة ممكن.
بندقية الثلج بدون مروحة (مسدس الثلج) .
مسدس الثلج عبارة عن هيكل ملحوم مسبق الصنع ، والذي يتضمن خطوطًا هوائية وهيدروليكية. مبدأ تكوين الثلج المستخدم في التصميم هو تنظيم تفاعل قطرات الماء الصغيرة (حتى قطر 50 ميكرون) مع تدفق هواء عالي السرعة ، وهو قادر على نقل قطرات الماء في البيئة على مسافة حوالي 10 أمتار. في درجات الحرارة المحيطة السلبية (أقل من -1.5 درجة مئوية) ، يتم تبريد قطرات الماء إلى درجة حرارة بداية التبلور. في ظل وجود مراكز التبلور في تدفق ثنائي الطور ، تنمو بلورات الجليد بسرعة ، والتي تأخذ شكل كريات الثلج في المرحلة الأخيرة من الرحلة.
تتشكل مراكز التبلور في مولد الثلج عن طريق تغيير المعلمات الديناميكية للغاز للهواء المضغوط أثناء توسعها في فوهة المخرج المحددة ويتم إدخالها في تدفق الماء والهواء عالي السرعة أثناء تشغيل النظام.
يسمح جهاز تثبيت السكن بتغيير اتجاه تدفق الخرج على مرحلتين من 0 0 إلى 45 0 في المستوى العمودي. يتم تثبيت موضع عمل الجسم عن طريق دعامة سلسلة ثلاثية القوائم. يتم تثبيت كتلة أحادية الفوهة في جزء المخرج من السكن.
يتم توصيل جسم مولد الثلج عن طريق خرطوم مرن من خلال المدخل المناسب لمصدر المياه. يتم توفير الهواء المضغوط لمولد الثلج من مصدر خارجي من خلال خرطوم مرن وتركيبه عبر خط مزود بصمام فحص.
يتم تصنيع مسدسات الثلج بواسطة شركة Ecosystem في روسيا.
إنتاج الثلج من رقائق الجليد الناتجة عن البرد الصناعي.
الفرق الرئيسي هذه الطريقةيكمن في حقيقة أنه يسمح لك بالحصول على الثلج ليس فقط في درجات حرارة الغلاف الجوي السلبية ، ولكن أيضًاعند الموجب (حتى +35 درجة مئوية) بسبب استخدام البرودة المتولدةآلة التبريد صانع الثلج. هذا هو ما يسمى ب بندقية الثلوج في جميع الأحوال الجوية"، والذي يستخدم في المناطق التي تسود فيها درجات حرارة صفرية أو موجبة. العمليات الرئيسية المستخدمة في هذه الطريقة هي كما يلي:إنتاج رقائق الثلجباستخدام صانع الثلج، تكسير جزيئات الثلج بواسطة بكرات أو قواطع ، وخلط جزيئات الثلج المسحوقة بالهواء البارد والنقل الهوائي للثلج الناتج عبر أنابيب يصل طولها إلى 100 متر إلى مكان استخدامها.
شركة Ecosystem هي الشريك الرسمي لمصنع هذه المعدات - الشركة الألمانية Schnee - und Eistechnik GmbH.
مدفع الثلج، أيضًا قاذف ثلج - جهاز لإنتاج الثلج الاصطناعي. يتكون الثلج الاصطناعي من قطرات صغيرة من الماء يتم رشها بواسطة فوهات في تيار قوي من الهواء البارد الناتج عن المروحة. يمكن أن تعمل البندقية في درجات حرارة أقل من -1.5 درجة مئوية. غالبًا ما تستخدم مدافع الثلج في منتجعات التزلج لتكملة أو استبدال الغطاء الثلجي الطبيعي وإطالة موسم التزلج. 
ملامح الثلج الاصطناعي
يعتقد عشاق التزلج أن الثلج الاصطناعي أقل شأنا في خصائصه من الثلج الطبيعي. هذا لأن الثلج الطبيعي يتكون من رقاقات الثلج ، والثلج الاصطناعي يتكون من قطرات ماء غير مجمدة بالكامل ، ونتيجة لذلك تكون كثافة ورطوبة الغطاء الثلجي أعلى من ذلك بكثير. يمتد الثلج الاصطناعي لفترة أطول من الثلج الطبيعي ، مما يؤثر على التربة والغطاء النباتي والنظام الهيدرولوجي للسطح.
أداء رمي الثلج
يعتمد الأداء على قوة الفريزر ومنفاخ الثلج والمحرك الذي يقود الآلية ، ويبلغ متوسط أداء منفاخ الثلج عدة مئات من الأمتار المربعة في الدقيقة.
أنظر أيضا
|
||||||||||||||||||||||||||||||
اكتب تقييما لمقال "Snow Cannon"
مقتطف يصف مدفع الثلج
عند وهج الحريق الأول الذي اندلع في 2 سبتمبر ، من طرق مختلفة ، بمشاعر مختلفة ، بدا السكان الفارون والمغادرون والقوات المنسحبة.في تلك الليلة توقف قطار روستوف في Mytishchi ، على بعد عشرين فيرست من موسكو. في 1 سبتمبر ، غادروا في وقت متأخر جدًا ، وكان الطريق مليئًا بالعربات والقوات ، لذلك تم نسيان الكثير من الأشياء ، والتي تم إرسال الأشخاص من أجلها ، وفي تلك الليلة تقرر قضاء الليلة على بعد خمسة أميال من موسكو. في الصباح التالي انطلقنا في وقت متأخر ، ومرة أخرى كان هناك الكثير من المحطات لدرجة أننا لم نصل إلا إلى Bolshiye Mytishchi. في الساعة العاشرة صباحًا ، استقر آل روستوف والجرحى الذين كانوا يسافرون معهم جميعًا في ساحات وأكواخ قرية كبيرة. بعد أن قام الناس ، وعربو روستوف ورجال المضرب من الجرحى ، بإزالة السادة ، وتناول العشاء ، وإطعام الخيول ، وخرجوا إلى الشرفة.
في كوخ مجاور ، استلقى مساعد رايفسكي الجريح بيد مكسورة ، والألم الرهيب الذي شعر به جعله يئن بحزن ، دون توقف ، وقد بدت هذه الأنين بشكل رهيب في ظلام الخريف في الليل. في الليلة الأولى ، قضى هذا المساعد الليلة في نفس الفناء حيث وقفت عائلة روستوف. قالت الكونتيسة إنها لا تستطيع أن تغمض عينيها عن هذا التأوه ، وفي Mytishchi انتقلت إلى أسوأ كوخ فقط من أجل الابتعاد عن هذا الرجل الجريح.
لاحظ أحد الناس في عتمة الليل ، من خلف الجسد العالي للعربة الواقف عند المدخل ، وهجًا صغيرًا آخر للنار. كان هناك توهج واحد مرئي بالفعل لفترة طويلة ، وكان الجميع يعلم أنه كان حرق Mytishchi الصغير ، الذي أضاءته Mamon Cossacks.
قال باتمان: "لكن هذا ، أيها الإخوة ، هو حريق آخر".
وجه الجميع انتباههم إلى التوهج.
- لماذا ، كما قالوا ، أشعل قوزاق مامونوف مالي ميتيشي.
إذا كنت لا تعيش بعيدًا عن الدائرة القطبية الشمالية ، فعلى الأرجح ، في منتجع التزلج المفضل لديك ، ستركب على ersatz - اصطناعية أو تقنية ، كما يسميها المحترفون ، الثلج. اليوم ، لا يوجد منتجع واحد يمكنه الاستغناء عن آلات صنع الثلج الخاصة ، من شامونيكس الفرنسية إلى سيليشي أو لوجوسك. من الخارج ، تبدو عملية تكوين الثلج بسيطة: تقوم المراوح العملاقة برش الماء ، الذي يتحول إلى ثلج في البرد. لكن هذا فقط من الجانب ...
أولاً ، دعنا نحدد ما هو "الثلج". يعرّف قاموس اللغة الروسية (S.I. Ozhegov) بأنه: تساقطعلى شكل قشور بيضاء وهي عبارة عن بلورات من الماء المتجمد وكذلك كتلة مستمرة من هذه الترسبات التي تغطي الأرض في الشتاء.
ثلج حقيقي
يتكون الثلج الطبيعي من بخار الماء الجوي. عندما يبرد بخار الماء ، وهو الشكل الغازي للماء ، إلى درجة التكثيف ، فإنه يتحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة أو الصلبة. تتكون السحب المألوفة لدينا من مثل هذه القطرات المكثفة ، على الرغم من صغر حجمها بحيث يسهل الاحتفاظ بها في الأعلى عن طريق ارتفاع تدفقات الهواء. عندما تصبح القطرات ثقيلة للغاية ، فإنها تسقط على الأرض كمطر. إذا كانت درجة الحرارة أقل بكثير من نقطة الندى ، فسيتجاوز بخار الماء المرحلة السائلة ، مكونًا بلورات صغيرة. في معظم أنحاء العالم ، يبدأ المطر المعتاد بالنسبة لنا ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، بتساقط الثلوج ، لكن رقاقات الثلج لديها الوقت لتذوب مع اقترابها من الأرض. الحقيقة هي أنه في ذروة تكوين السحب ، هناك دائمًا درجة حرارة سلبية ، يمكن مقارنتها بصقيع ياقوت. تأكيد بسيط لهذه الحقيقة هو البرد في الصيف الحار.
كلما ارتفعت السحابة ، كانت أكثر برودة. عالٍ غيوم سبيندريفت، "الانجراف" عند درجات حرارة أقل من 35 درجة مئوية تحت الصفر ، ويتكون من بلورات موشورية تشبه قلادات الثريا اللامعة المتلألئة في الشمس. بلورات أشكال متعددةتشكلت عندما درجات حرارة مختلفة. إذا كانت درجة الحرارة في السحابة في حدود 3 إلى 0 درجة ، يتم تشكيل سداسيات مسطحة ؛ من -5 إلى -3 درجة مئوية ، تتشكل بلورات على شكل إبرة ؛ تتشكل مناشير أعمدة من -8 إلى -5 درجة مئوية ؛ من -12 إلى -8 درجة مئوية تظهر السداسيات المسطحة ؛ من -16 إلى -12 درجة مئوية ، تظهر أول رقاقات ثلجية على شكل نجمة. مع مزيد من الانخفاض في درجة الحرارة ، تتشكل رقاقات الثلج من جميع الأنواع. الأعمدة البلورية ، التي تشكلت في سحب باردة عالية فوق الأرض عند درجات حرارة منخفضة للغاية ، تسقط على الأرض من خلال السحب الأكثر دفئًا ، ويمكن أن تنمو النجوم في النهايات. مع نمو ندفة الثلج ، تصبح أثقل وتسقط على الأرض ، وتغير شكلها. إذا كانت ندفة الثلج ، عند السقوط ، تدور مثل القمة ، فإن شكلها متماثل تمامًا ، ولكن إذا سقطت بشكل جانبي أو غير ذلك ، فسيكون الشكل غير متماثل. البلورات المتساقطة تلتصق ببعضها البعض ، وتتشكل في رقائق الثلج. تحتوي كل ندفة ثلجية كبيرة من 2 إلى 200 بلورة ثلجية. وبالتالي ، فإن شكل ندفة الثلج هو سجل طبيعي لمسارها عبر السحب المختلفة بدرجات حرارة مختلفة.
ومع ذلك ، لا يتجمد الماء تلقائيًا عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون درجة التجمد. يمكن تبريد الماء المقطر إلى درجة حرارة منخفضة إلى حد ما -40 درجة مئوية ، وسيبقى سائلاً. ومع ذلك ، في الحياة الواقعية ، يبدأ البخار الموجود في السحب في التبلور بالفعل عند 0 0 درجة مئوية. والحقيقة هي أنه من أجل بدء عملية التكثيف ، يحتاج الماء إلى أصغر الجسيمات التي يمكن أن تستقر جزيئاتها حولها. مراكز التكثيف هذه في الغلاف الجوي هي أصغر جزيئات السخام والضباب الدخاني الحضري والبكتيريا والمواد الأخرى. على سبيل المثال ، هذه هي الطريقة التي تتشتت بها السحب عن طريق رش كواشف خاصة (على سبيل المثال ، يوديد الفضة) من الطائرات فوقها ، والتي تعمل كمراكز للتكثيف.
يتبلور الماء في السحب ، ويشكل مجموعة متنوعة من الأشكال الغريبة للفركتلات السداسية الشعاع. و اكثر لفترة طويلةهناك عملية تبلور ، كلما كان نمط ندفة الثلج أكثر تعقيدًا. تستغرق هذه العملية في السحب عشرات الدقائق. من ناحية أخرى ، يتشكل الثلج الاصطناعي في ثوانٍ ، لذلك عند الفحص الدقيق ، تبدو بلوراتها مثل البلورات السداسية ذات النوى الشعاعية ، وتشعر وكأنها حبيبات عند لمسها. ومع ذلك ، فإن مثل هذا الثلج يذوب بشكل أبطأ من الثلج الطبيعي ، وتنزلق الزلاجات عليه بشكل مختلف.
ثلج اصطناعي
تم تطوير تقنية الحصول على الثلج الاصطناعي وحصلت على براءة اختراع في الولايات المتحدة في الخمسينيات من القرن الماضي. لكن التطور الحقيقي كان فقط في السبعينيات. في الوقت الحاضر ، تقريبا كل شيء منتجعات التزلج، بدرجة أكبر أو أقل ، تنتج الثلج بشكل مصطنع.
لهذا الغرض ، يتم استخدام "سلاح ثلجي" خاص - مولدات الثلج. هناك ثلاثة أنواع من مسدسات الثلج: بنادق خلط الثلج الداخلية ، بنادق خلط الثلج الخارجية ، والتي يشار إليها غالبًا باسم "بنادق الثلج" أو "الأبراج" ، وبنادق المروحة - "بنادق الثلج".
منفاخ ثلج مع خلط داخليهو نظام يستخدم خلط الماء والهواء في الغرفة الداخلية لفوهة مسدس الثلج. عندما يترك خليط الماء والهواء المضغوط الفوهة ، يتوسع هذا الخليط ويحدث التأثير الديناميكي الحراري للتبريد (أقل من 0 درجة مئوية). تتجمد قطرات الماء الصغيرة ، مكونة بلورات دقيقة ، والتي بدورها تصبح مراكز لتشكيل بلوري إضافي (تنوي). في مراكز التنوي هذه (النواة) ، تشكل القطرات الأكبر رقائق ثلجية.
مسدس الثلج مع الخلط الخارجي- نوع آخر من أنظمة الماء والهواء. عملية تكوين الثلج فيه على النحو التالي. يوفر الهواء المتباعد وفوهات الماء الأولى كمية محدودة من الماء والهواء إلى منطقة الخلط الواقعة على مسافة 8-10 سم من البندقية ، حيث تتكوّن بلورات الثلج. يتم إزاحة هذه البلورات الصغيرة عن طريق القصور الذاتي على مسافة 20 سم تقريبًا من البندقية ، وتدخل في مجرى المياه من الفوهة الثانية ، حيث يلتصق بها الماء.
يحدث تبلور الثلج أثناء السقوط الحر للبلورات على الأرض. لذلك ، عادة ما يتم تثبيت هذه التركيبات على الطرف العلوي من قضيب خفيف (عادة من الألومنيوم) وطول (حتى عشرة أمتار) أنبوب قضيب بارتفاع 4-10 أمتار. نعم ، نعم ، هذه هي "الرافعات" التي يتم تركيبها بشكل دائم على طول الحافة الجانبية للمنحدر. أعتقد أن الجميع قد رآهم.
بندقية مروحة الثلج- نظام يتم فيه ، بدلاً من ضغط الهواء بواسطة ضاغط خاص ، توفير الهواء بواسطة مروحة قوية لتكوين تعليق لقطرات الماء. في الوقت نفسه ، تكون القطرات في الهواء لفترة كافية لتبرد بشكل كبير وتتجمد ، وتتحول إلى ثلج.
في التصميمات المبكرة لبنادق الثلج ، كان الماء يخلط مع الهواء المضغوط ويطرد من خلال فوهات تحت ضغط عالٍ في تيار من الهواء تولده مروحة قوية. يؤدي الهواء المضغوط ثلاث مهام في وقت واحد: رش الماء ، وإلقاء القطرات الناتجة في الهواء ، بالإضافة إلى تبريد الماء. يعتمد التأثير الأخير على حقيقة أن الغازات تهدأ أثناء التوسع الثابت للحرارة (تذكر فيزياء المدرسة). حاول فتح علبة من ثاني أكسيد الكربون - ستبرد على الفور إلى درجات حرارة دون الصفر ، مما يعرضك لخطر الإصابة بقضمة الصقيع على يديك.
عيب هذا المخطط هو ارتفاع استهلاك الهواء. لذلك ، تعمل البنادق الأكثر حداثة في عملية من مرحلتين ومجهزة بأجهزة التنوي (التنوي).
تخلق المروحة القوية دفقًا مستمرًا من الهواء يتحرك عبر الحلقات الرئيسية وحلقات النواة مع الفوهات. في نفوسهم ، عن طريق خلط الهواء المضغوط وكمية صغيرة من الماء ، تتشكل بلورات جليدية صغيرة - أجنة الثلج الاصطناعي. ثم تسقط هذه "الأجنة" في مجرى الماء الذي يتم رشه بواسطة مراوح قوية ، والتي تتبلور عليها بسرعة تشكل بلورات ثلجية جاهزة. بين المروحة والحلقات توجد صفائح نصل متصلة من الداخل بغلاف المولد. أنها تساهم في خلط أفضل لجميع مكونات الخليط.
السمة المميزة لجميع البنادق هي المروحة القوية التي تقذف خليطًا من الماء والهواء على مسافة تصل إلى 60 مترًا. خلال مثل هذه الرحلة ، يكون لبلورات الثلج الاصطناعي وقت للتشكل ، ويمكن لنظام صنع الثلج الاصطناعي نفسه أن يعمل في طقس عاصف ويرش الثلج في اتجاه معين بزاوية دوران من 15 إلى 60 درجة. يتيح لك ذلك تشكيل مسارات شديدة الانحدار لطيفة وصعبة بسرعة.
هذه البنادق مثل محرك الطائرة، فعالة جدًا خارجيًا. لكن لديهم أيضًا مزايا تقنية خطيرة. أولها هو القدرة على العمل بفعالية في نطاق واسع من ضغوط دخول المياه. الحقيقة هي أن مبدأ تبلور الماء في هذه البنادق ليس هو نفسه في مسدسات الماء والهواء. إذا قامت "البنادق" برش خليط نسبي من الهواء والماء ، جاهز للتبلور بسبب التبريد الطبيعي ، فإن مسدس المروحة يعمل بشكل مختلف. حجم الهواء الذي تحقن به الشفرات مفرط بالنسبة إلى حجم الماء (النسبة أكثر من 1: 600) ، لذلك ، تتجمد القطرات الدقيقة التي يتم رشها بواسطة الفوهات على الفور ليس بسبب انخفاض درجة الحرارة المحيطة ، ولكن بسبب انخفاض درجة الحرارة المحيطة. انخفاض حاد في درجة حرارة التدفق بسبب انخفاض الضغط أثناء تمدد الهواء.
قد يطرح السؤال: فلماذا ننتظر ناقصًا خارج النافذة؟ فقط حتى لا تذوب ندفة الثلج المولودة حديثًا قبل أن تصل إلى الأرض.
ثانيا ميزة مهمة"المراوح" - استقلالهم من حيث الهواء المضغوط. ومعاً ، تتيح هذه الميزات إمكانية صياغة الميزة الرئيسية لبنادق المعجبين - وهي قابليتها العالية للتنقل. يتم تثبيتها ، كقاعدة عامة ، على عربات متحركة ، ذاتية الدفع أو مقطوعة ، مما يجعل من الممكن تغطية ذلك الجزء من المنحدر الذي يحتاج إليه بشدة بالثلج. يتم التوصيل بأقرب صنابير بخراطيم مرنة.
ولكن إذا كانت مدافع المروحة جيدة جدًا ، فلماذا لم يدفعوا إخوانهم في البرج بعيدًا عن المنحدرات؟ تكمن الإجابة في زيادة استهلاك الطاقة بشكل ملحوظ وتصميم أكثر تعقيدًا لأجهزة المروحة ، وهو ما يحدد التكلفة الأعلى لكل من التركيبات نفسها وتشغيلها. بشكل عام ، الثلج الاصطناعي "المروحة" أغلى من ثلج "البرج". لذلك ، عندما يكون من الممكن تثبيت البنادق بشكل ثابت ، فإننا نرى دائمًا "الأبراج".
ظروف الثلج
إن وجود المدفعية الثلجية لا يعني حتى الآن حل جميع مشاكل الثلوج. يعتمد الكثير أيضًا على ظروف تكوين الثلج ، وأهم معالمها درجة الحرارة والرطوبة النسبية (نسبة بخار الماء الموجودة بالفعل في الهواء إلى كمية بخار الماء المقابلة لحالة التشبع). يحدث تساقط الثلوج بشكل أفضل ، كلما انخفضت درجة حرارة الهواء وانخفضت رطوبته. الحقيقة هي أن الماء يبرد عن طريق التبخر الجزئي الخاص به ، أي انتقال جزء من السائل إلى بخار. ومع ذلك ، فكلما زادت الرطوبة النسبية ، كانت عملية التبخر أبطأ ، وبالتالي التبريد.
لذلك ، في ظل الرطوبة النسبية المنخفضة ، تكون عملية تكوين الثلج ممكنة عند درجات حرارة أعلى من 0 درجة مئوية ، في ظل الرطوبة العالية ودرجات الحرارة المنخفضة ، من الممكن الحصول على مطر عادي بدلاً من الثلج.
مع رطوبة نسبية تبلغ 30٪ ، يمكن إطلاق مسدسات ثلجية عند درجة حرارة -1 0 درجة مئوية ، وهو ما يعتبر ظروفًا جيدة لتكوين الثلج. إذا انخفضت درجة الحرارة عن -6.7 0 درجة مئوية ، فمن الممكن تكوين ثلج حتى في الرطوبة النسبية 100٪. في درجات حرارة أقل من -10 درجة مئوية ، يمكن تجاهل الرطوبة على الإطلاق.
لأخذ هذه العوامل في الاعتبار في صنع الثلج ، استخدم ما يسمى ب "المصباح الرطب".
درجة حرارة اللمبة الرطبة هي درجة حرارة القطرات الصغيرة الخارجة من فوهات مسدس الثلج ، والتي يتم الوصول إليها عند اكتمال جميع عمليات التبادل الحراري باستخدام بيئة. جميع الأنظمة الأوتوماتيكية (بما في ذلك التحكم موارد المياه) مثبتة في الدول الغربيةعادة ما تبدأ أوروبا في إنتاج الثلج عند درجة حرارة -4 درجة مئوية بصيلة مبللة. في الوقت نفسه ، من المفترض أن يزيد إنتاج الثلج درجات حرارة عاليةغير منتجة ومكلفة بشكل غير معقول. فقط عدد قليل من المنتجعات تقع في أكثر من الأجزاء الدافئةتبدأ أوروبا ، مثل إسبانيا والبرتغال ، في إنتاج الثلج عند درجة حرارة -2 درجة مئوية بصيلة مبللة ، لأنه لا يوجد خيار بعد ذلك.
في الحياة الواقعية ، يمكن أن تختلف ظروف تكوين الثلج ليس فقط من مسار إلى آخر ، ولكن أيضًا بين مدفعين متجاورين: يمكن للمرء بالفعل صنع الثلج ، وبالنسبة للمدفع الذي يقف على بعد 100 متر فقط أدناه ، فإن الظروف غير كافية.
بالمناسبة ، للعلم: الحد الأدنى للمستوى الأولي للوسادة الثلجية للمنحدرات هو 0.29-0.30 م ، وفي نفس الوقت يجب أن تكون كثيفة قدر الإمكان. عند درجة حرارة هواء من -4 -6 درجة مئوية وماء +4 درجة مئوية ، هناك حاجة لحوالي 0.45 متر مكعب من الثلج لكل متر مربع من المنحدر. ماء و 0.388 كيلو واط ساعة من الكهرباء. يتم تحقيق أقصى كفاءة لبنادق الثلج في درجات حرارة حوالي -13 درجة مئوية لمبة مبللة.
في السابق ، كان يتم الإشراف على عمل بنادق الثلج من قبل متخصصين محترفين للغاية على المنحدرات ، والذين قرروا متى وأين يتم تشغيل مسدس الثلج. الآن يتم استبدالهم بأنظمة كمبيوتر قوية ، ويتم تثبيت محطات الطقس المحمولة على المدافع ، ويتم التحكم في أنظمة صنع الثلج من مركز مريح واحد.
الثلوج في الصيف
المدافع مناسبة فقط لصنع الثلج في الشتاء. ولكن ماذا لو كان الصيف بالخارج ، وكان الركوب مخيفًا؟ بالطبع يمكنك الذهاب إلى نصف الكرة الجنوبيأو في الأنهار الجليدية في أعالي الجبال أو الحفر في نوع من المعقدات الداخلية. لكن التقدم لا يزال قائما. بفضل الشركة اليابانية Piste Snow Industries من طوكيو ، التي ابتكرت تقنية أنظمة تكسير الجليد (ICS) ، يمكن الحصول على الثلج في درجات حرارة تصل إلى +15 درجة مئوية. تعمل تقنيات IDE الإسرائيلية في نفس الاتجاه. . يمكنك أن تقرأ عن تطوراتها في المقال "ثلج الصيف. تقنيات جديدة ".
ملاحظة:عند إنشاء المقال ، تم استخدام المواد من المواقع: www.snowgun.com و www.snowmakers.com و www.popmech.ru و www.skisport.ru و www.topgunsnowguns.com و www.myneige.us و www. lenkosnow.ru ، www.aquaexpert.ru ، بالإضافة إلى كتالوجات لمصنعي بنادق الثلج.
http://www.skisport.ru
