Mechanické (umělé) zasněžovací systémy jako nepostradatelný prvek moderního lyžařského centra. Sněžné dělo Princip sněžného děla

06.03.2017 08:38

Sněžná děla jsou dnes nepostradatelným artiklem v nejrůznějších oborech. Jedná se o zasněžovací zařízení s výkonným ventilátorem. Sněžná děla se používají při stavbě automobilů a letadel, v národním hospodářství. Oblíbené jsou ale především v oblasti sportovní rekreace, v lyžařských střediscích. Pomocí tohoto zázračného zařízení je možné nejen vytvořit umělý sníh, ale také jej rozprašovat správným směrem na jakoukoli vzdálenost.

Proč a v jakých případech pořadatelé sportovních soutěží a aktivní odpočinek uchýlit se k vytvoření umělé sněhové pokrývky? Prvním důvodem je nedostatek sněhu na lyžařské trati nebo v oblastech, kde se nacházejí turistická centra pro aktivní zimní odpočinek. Nelze si také nevšimnout kvality získaného sněhu. Pokud se skutečný sníh skládá ze sněhových vloček, pak se umělý sníh skládá výhradně ze zmrzlých kapiček vody. Tím se zvyšuje vlhkost a hustota výsledné sněhové pokrývky, drží se rovnoměrně ve všech oblastech. Je tak možné vytvořit stejné podmínky pro všechny účastníky sportovních akcí (které se konají v oblasti s umělým zasněžováním).

Umělý sníh také netaje déle než obvykle. jaký je pro to důvod? Odpověď opět přichází na složení sněhu. Kusy přijatého sněhu po svém vnější vzhled spíše jako malá zrnka, nekrystalizují do skutečných sněhových vloček. Sníh z děl je navíc čistší a homogennější, neobsahuje cizí nečistoty, prach a další látky, které přispívají k rychlému tání.

Výroba sněhu: mýtus nebo realita?

V dnešní době není výroba sněhu mýtus, ale realita. Sníh požadované kvality získáte pomocí zázraku techniky – sněžných děl. První funkcí sněžného děla je tedy výroba sněhu. Jak to funguje? Co určuje kvalitu a fyzikální vlastnosti vyrobených sněhových vloček?

Umělý sníh lze získat různými způsoby - vše závisí na teplotě vody a vzduchu a také na délce letu z postřikovače. Sněhové vločky se smíchají se vzduchem a poté se uvolní do atmosféry. Sníh se ukáže jako měkčí, pokud je v letu déle. Pokud by sníh spadl na zem velmi rychle, byl by těžký a mokrý. Můžeme říci, že celá věc je v zařízení zbraně. Díky tomu, že jeho ventilátor je výkonný a dokáže rozstřikovat vodu na velmi dlouhé vzdálenosti, produkuje měkký sníh.

Na první pohled se zdá, že „vyrobit“ sníh je velmi snadné, jen když je voda a mráz. Udělejme jednoduchý experiment. V zimní sezóně vezměte lahvičku s rozprašovačem a naplňte ji studená voda... Poté vyjdeme do mrazu, aby byla teplota alespoň minus 20°C, a začneme kropit vodou.

jaký bude výsledek? Uděláme skutečné sněhové vločky? Ne, voda zkrystalizuje a změní se na malé kousky ledu.

Výroba umělého sněhu začala před více než 50 lety. První experimentální instalace vznikaly v 50-60 letech minulého století v zemích, kde byly zimní sporty velmi oblíbené.

Člověk vždy chtěl ovládat živly a dnes je to možné.

Způsob výroby sněhu stříkáním vody pod tlakem v přirozeném chladu

Tato metoda zasněžování je nejznámější a nejrozšířenější. Používá se v otevřených prostorách při záporných okolních teplotách (pod - 1,5 º С).

Tento způsob zasněžování spočívá v organizaci interakce lehkých (až 100 mikronů) kapiček rozstřikované vody s vysokorychlostním proudem vzduchu, který je schopen transportovat kapky vody v prostoru. životní prostředí na vzdálenost až 50 metrů. K formování proudění vzduchu se používá výkonný axiální ventilátor, proto se takové sněhové fréze říká ventilační... Jsou tu také bez ventilátoru sněhové vyvíječe, u kterých se zmrazování vodních kapek provádí jejich vymrštěním pod tlakem přiváděné vody z výšky až 12 m a vnášením krystalizačních center do toku. Proces zasněžování lze také organizovat přiváděním vody do vysokorychlostního proudu vzduchu, který vzniká při nadzvukové expanzi stlačeného vzduchu v profilované trysce generátoru sněhu.

Sněhový generátor ventilátoru (sněžné dělo).

Sněžné dělo je prefabrikovaná svařovaná konstrukce, která zahrnuje jednotky a řízení pro pneumatické systémy nízkého a vysokého tlaku, jednotky hydraulického systému, nosné prvky, elektrický systém.

Princip zasněžování použitý v konstrukci děl řady ESG-XXX spočívá v organizaci interakce lehkých (až 100 mikronů) kapiček rozstřikované vody s vysokorychlostním proudem vzduchu, který je schopen přenášet kapky vody v okolí přes vzdálenost 50 metrů. Při záporných teplotách okolí (pod -1,5 °C) se kapky vody ochladí na teplotu začátku krystalizace. V přítomnosti krystalizačních center ve dvoufázovém proudění rychle rostou ledové krystaly, které v konečné fázi letu mají podobu sněhových drobků.

Krystalizační centra jsou generována speciálním pistolovým systémem a přiváděna do vysokorychlostního proudu vzduchu současně s rozstřikovanou vodou.

Ventilátor je obvykle instalován na otočném rámu, který umožňuje měnit směr proudění vzduchu ventilátoru v horizontální a vertikální rovině. Na výstupu z ventilátoru je instalován prstencový vícetryskový vodní rozdělovač.

Je vybaven vodními a sněhovými tryskami. Některé z trysek se zapínají současně s přívodem vody do kolektoru. Zbytek se zapíná nebo vypíná podle potřeby pro kontrolu kvality vyrobeného sněhu. Vodní potrubí je spojeno s prstencovým vzduchovým potrubím, kterým je stlačený vzduch přiváděn k zasněžovacím tryskám. Kompresor s elektropohonem a ovládací skříň produktu jsou umístěny na otočném silovém rámu.

Voda je do tryskových bloků sběrače vody přiváděna z externího zdroje pomocí flexibilní hadice a štěrbinového filtru.

Sněžná děla vyrábí společnost Ecosystem v Rusku. Dovoz dovezeného zařízení je možný.

Sněhová děla bez ventilátoru.

Sněhová fréza je prefabrikovaná svařovaná konstrukce, která zahrnuje pneumatické a hydraulické vedení. Princip tvorby sněhu použitý v návrhu spočívá v organizaci interakce malých (až 50 mikronů v průměru) kapiček rozstřikované vody s vysokorychlostním proudem vzduchu, který je schopen transportovat kapičky vody v okolí na vzdálenost asi 10 metrů. Při záporných teplotách okolí (pod -1,5 °C) se kapky vody ochladí na teplotu začátku krystalizace. V přítomnosti krystalizačních center ve dvoufázovém proudění rychle rostou ledové krystaly, které v konečné fázi letu mají podobu sněhových drobků.

Krystalizační centra vznikají ve sněhovém generátoru v důsledku změny plynodynamických parametrů stlačeného vzduchu, když expanduje v profilované výstupní trysce a je přiváděn do vysokorychlostního proudu voda-vzduch za provozu systému.

Upevňovací zařízení pouzdra umožňuje měnit směr výstupního dvoufázového proudění od 0 0 do 45 0 ve vertikální rovině. Pracovní poloha těla je fixována napnutím řetězu stativu. Ve výstupní části tělesa je instalován monoblok trysky.

Těleso sněhové frézy je připojeno pomocí flexibilní hadice přes vstupní armaturu ke zdroji vody. Stlačený vzduch je do sněhové frézy přiváděn z externího zdroje pomocí flexibilní hadice a spojky potrubím vybaveným zpětným ventilem.

Sněžná děla vyrábí společnost Ecosystem v Rusku.

Výroba sněhu z ledových vloček získaných umělým chladem.

Hlavním rozdílem mezi touto metodou je to, že vám umožňuje získat sníh nejen při negativních atmosférických teplotách, ale taképři kladném (až + 35 ° С) v důsledku použití generovaného chladuchladicí stroj výrobník ledu... Jedná se o tzv. Sněžné dělo za každého počasí“, který se používá v oblastech, kde převládají teploty nula nebo nad nulou. Hlavní operace používané v této metodě jsou následující: výroba ledových vloček pomocí výrobník ledu, drcení ledových částic válečky nebo frézami, mísení ledových třísek se studeným vzduchem a pneumatická doprava vzniklého sněhu potrubím o délce až 100 m na místo jeho použití.

Společnost Ecosystem je oficiálním partnerem výrobce takového zařízení - německé firmy Schnee - und Eistechnik GmbH.

Naše společnost nabízí služby aplikace sněhové pokrývky u zákazníka: dodávka, montáž a údržba speciální techniky - sněžná děla, sněhová děla o kapacitě od 3 do 120 metrů krychlových. metrů sněhu za hodinu.

Jak vyrobit umělý sníh?

Když se čtenář tohoto článku dozví, že jeho autoři žijí a pracují ve středním Švédsku – asi 500 km severně od Stockholmu, což zhruba odpovídá zeměpisné šířce Kandalaksha – může být právně zmaten. "Na severní pól - a s vlastním sněhem?" - zeptá se a vzpomene si na Sněhovou královnu, známou z dětství. Kdo potřebuje v zimě metrovou vrstvu sněhu?

Odpověď na otázku je jednoduchá: „podle koho a co hledá...“. Pokud ráno po nočním sněžení – třetí za týden – vykopete auto, bude pět centimetrů sněhu víc než dost! Představte si, že počkáte do ledna, abyste si vyzkoušeli své nové lyžařské vybavení. A nakonec jsme se sešli, abychom vylezli na naši milovanou horu... A právě v tu dobu udeřil mráz a pak se teploměr držel pod minus 25°С až do poloviny dubna, načež sníh za týden zrychleným tempem roztál... Co říkáš v tomto případě?!

Není proto divu, že existují lidé, kteří jsou ochotni zaplatit za to, co obvykle padá z nebe „zdarma“. V souladu s tím existují lidé, kteří vyrábějí tento umělý sníh. Mnoho lyžařských středisek, včetně Ruska a Švédska, se kvůli použití speciálních „zasněžovacích“ systémů prodlužuje lyžařská sezóna až čtyři měsíce (dva - na začátku zimy a dva - na jaře). Kromě toho je třeba poznamenat, že v této době je počasí nejmírnější a nejpříznivější, to znamená ideální pro nádhernou rodinnou dovolenou ...

STOVKA JMEN PRO SNĚH.

Říká se, že v jazycích severní Skandinávie existuje sto slov pro sníh, což není vůbec překvapivé. Kvůli tomuto „dobru“ je zde v zimě dostatek a samotná struktura sněhu je velmi proměnlivá a závislá na teplotě a vlhkosti vzduchu. Lyžařští nadšenci dobře vědí, že sníh může být „tvrdý“, „měkký“, mokrý atd. Lyže někdy jedou „samy“, ale doslova druhý den je potřeba vynaložit úsilí i na to, abyste sjížděli z kopce.

V moderních lyžařských soutěžích o medailích někdy rozhodují desetiny vteřiny. A v alpském lyžování je účet už v setinkách a tisícinách! A poté, co jsme se rok nebo i dva těšili na mezinárodní soutěže, kupovali vstupenky s předstihem a rezervovali hotel, organizátoři najednou na poslední chvíli vše ruší. Protože Heaven „neposlala“ tolik potřebný sníh na správné místo, který místo toho znovu napadl poblíž vaší garáže...

Podle údajů získaných od účastníků švédského regionálního projektu modelování klimatu (SWECLIM) do roku 2010 průměrná roční teplota ve Švédsku stoupne o 3,8oC. Odhaduje se, že oteplení v severní Evropě bude výraznější než ve zbytku regionů, což by mohlo přinést fandy zimní druhy sport je velkým zklamáním. Dojde také k očekávanému nárůstu ročního úhrnu srážek, pravděpodobně vlivem letních a zejména podzimních dešťů. Spolu se zvýšením průměrných zimních teplot to povede k poklesu sněhové pokrývky a pozdějšímu otevření lyžařské sezóny. Problémy se sněhem jsou navíc typické nejen pro Skandinávii. Například v lyžařských střediscích východní Sibiř zahájení lyžařské sezóny v roce 2003 se konalo pouze na Silvestra a v zimě 1998-99 - pouze 3. ledna!

„Umělý“ sníh v lyžování tedy představuje stabilitu a kvalitu. Zasněžovací systémy se používají, když potřebujete mít situaci pod kontrolou: aby sníh ležel tam, kde je potřeba, když je potřeba a tak, jak je potřeba. Je třeba poznamenat, že použití systémů sněhových generátorů přesahuje sportovní rámec. „Umělý“ sníh lze použít k testování protinámrazových systémů letadel, k testování zimních pneumatik a dokonce k ochraně mladých lesních plantáží před mrazem.

JE SNADNÉ SNĚŽIT?

Většina si je jistá, že „dělat“ sníh je stejně snadné jako loupat hrušky – byla by tam voda a mráz. Ale to je jen zdánlivá jednoduchost. Těm, kteří žijí v chladném klimatu, nabízíme jednoduchý a bezpečný experiment. Vezměte vodní sprej, který se běžně používá pro zvlhčování pokojové rostliny nebo při žehlení prádla. Naplňte ji studenou vodou z kohoutku, vyjděte ven za chladného (chladnějšího než minus 10 °C) dne a začněte stříkat vodu výše do vzduchu. co si myslíš, že dokážeš? Velké a nadýchané sněhové vločky? Nic takového - malé lesklé... kousky ledu.

Proč v zimě padají sněhové vločky z nebe? „Tajemstvím jejich výroby“, ukrytým vysoko v oblacích, je za určitých podmínek postupný růst mikrokrystalů ledu na tzv. počátečním „kondenzačním centru“. Při nevhodných podmínkách vypadnou místo sněhových vloček tvrdé ledové koule (letní kroupy) nebo to, čemu se v Rusku říká „krupka“, tedy poměrně hustý, zrnitý sníh charakteristický pro pozdní podzim.

Co je potřeba pro úspěšné „odložení“? Je zřejmé, že voda určité teploty, určitým způsobem „šplouchá“, studený vzduch... Přesto – nějaké přírodní „kouzlo“ nebo alespoň složité technické vybavení. A teprve pak budeme moci se vší jistotou prohlásit: ať je sníh! A bude!

PODÍVEJME SE DO MOTORU „SNĚHOVÉ PRÁCE“.

A teď - pro zvědavce, kteří se nebojí některých technických detailů. Dnes používané zasněžovací zařízení lze rozdělit do dvou hlavních typů: ventilátor (obvykle nazývaný "sněžná děla") a stožár. V Rusku jsou nejběžnější generátory prvního typu. Hlavní součástí těchto zařízení, jak již název napovídá, je vysoce výkonný ventilátor, který vytváří nepřetržitý proud vzduchu, do kterého jsou následně vstřikovány kapičky vody.

Směs vybuchovaná generátorem musí strávit nějaký čas ve vzduchu, než spadne na zem v podobě dobře vytvořeného sněhu. Proto je pro „sněžnou pistoli“ obtížné házet sníh „přímo pod nohy“, protože nejlepší sníh se získá ve vzdálenosti asi 10-20 m od instalace. Jednodušší je to provést pomocí speciálních sněžných stožárů, které jsou také levnější než ventilátorová děla.

Všechny moderní sněhové generátory jsou vybaveny automatizačními systémy různé složitosti (od systémů ochrany proti přetížení až po kompletní řídicí systémy).

VYTVÁŘIT SNĚHEK JE UMĚNÍ.

Moderní zasněžovací systém se neomezuje pouze na sněhové generátory umístěné podél sjezdovky nebo trasy. Je zřejmé, že je stále nutné položit potrubí pro přívod vody a elektrický kabel. Potrubí by zároveň nemělo zamrznout ani při nejsilnějším mrazu, takže se obvykle zakopává do země (na Sibiři a ve středním Švédsku - do hloubky nejméně 50–70 cm). V určitých intervalech je nutné uspořádat "připojovací body" sněhových generátorů, včetně elektrického konektoru a zařízení pro přívod vody ("hydrant").

Nezapomeňte, že i „jednoduchá“ sjezdovka může mít délku více než kilometr a výškový rozdíl 400–500 m. Na takové sjezdovce je potřeba najít asi deset „spojovacích bodů“ a na patka - vysokotlaké vodní čerpadlo (až 40 atmosfér) vysoký výkon. Na nahození dostatečného množství (většinou 10-20 cm) „umělého“ sněhu na kilometrový svah stačí 4-5 „sněžných děl“, z nichž každé spotřebuje až 500 litrů vody za minutu (což odpovídá zhruba jedné průměrné koupeli vody za 15 sekund), by měla fungovat nepřetržitě po dobu 5-7 dnů. Obecně platí, že výkon moderních sněžných strojů je úžasný – jsou schopny vyprodukovat až 100 m3 sněhu za hodinu! "Sněhová děla" s hydraulickým rotačním zařízením jsou schopna pokrýt až 1000 m2 sněhové plochy každé.

Zasněžování běžecké trati není o nic jednodušší. Tady samozřejmě nejsou takové výškové rozdíly jako na sjezdovkách nebo skocích, ale délka tratí se už počítá na desítky kilometrů. Instalace takto dlouhého potrubí je poměrně nákladná. Proto je jedním z nejčastějších řešení instalace „sněžných děl“ a vodních nádrží na podvozek s vlastním pohonem, kolový nebo pásový. Zasněžování jakékoli oblasti je v tomto případě jen otázkou času.

Jak zjistit, jak kvalitní je čerstvě napadaný sníh? Zařídit kontrolu "kvality" produktu? Odborníci říkají, že sníh na sjezdovku by měl mít hustotu 400 až 500 kg na m3, to znamená, že by měl být 2-2,5krát lehčí než led nebo voda.

Měření hustoty se scvrkává na měření hmotnosti kousku „sněhového koláče“ určité velikosti, pečlivě odříznutého ze svahu. Existuje však jednodušší způsob. Pozorní lyžaři si možná všimli, že specialisté na zasněžování (hlavní „výrobci sněhu“) většinou nosí černé bundy ze speciálního materiálu. Nejde jen o uniformu, ale o jakýsi „nástroj“ pro kontrolu kvality sněhu. K tomu se „sněhulák“ přiblíží k pracovnímu „dělu“ a ve vzdálenosti asi 15 m od výjezdového zářezu položí ruku pod proud sněhu. Po 15–20 sekundách (přesná čísla jsou obchodním tajemstvím!) Specialista ustoupí, setřese si sníh z rukávu a máchá rukou. Poté zkontroluje, co je na látce přilepeno. Pokud je všechen sníh setřesený, je příliš suchý. Pokud je vše ponecháno, je příliš mokré. Požadovaná kvalita leží někde uprostřed. A tady začíná umění „dělat svačiny“.

RECEPT NA DOBRÝ SNÍH.

Moderní sněžné stroje mají dostatečný počet „stupňů volnosti“ k seřízení a zajištění dobrá kvalita sníh při jakékoli dostatečně nízké teplotě vzduchu. Co když se ale vnější podmínky (teplota vzduchu, vlhkost) rychle mění? Je jasné, že v tomto případě je nutné neustále upravovat „nastavení“ generátoru, aby neklesala kvalita vyrobeného sněhu. Naštěstí automatizace nevyžaduje, aby operátor běhal nahoru a dolů z kopce, aby překonfiguroval systém. Automatické nastavení lze navíc provádět jak na úrovni samostatného zasněžovacího zařízení, tak na úrovni celého zasněžovacího systému jako celku. Komplexní systémy automatiky, mezi které patří mikroprocesory a stolní počítače, stejně jako „meteorologické stanice“ mohou fungovat bez většího lidského zásahu týdny či měsíce.

Použijeme-li restaurační přirovnání, recept na dobré „svačiny“ pomocí automatizovaného systému připomíná spíše návod k obsluze každé moderní pekárny: „přidat mouku, kvásek, zalít vodou, stisknout tlačítko a čekat na zavolání – hotovo! " Nic takového si samozřejmě žádný sebeúctyhodný šéfkuchař nedovolí: vše bude probíhat tradičně, v „ručním režimu“, upraveno pro „vůni a zrak“. Stejně tak dobrý „sněhulák“, který má za sebou mnoho let práce, bude systém regulovat s přihlédnutím k mnoha jemu známým faktorům: bylo dnes kolem slunce „halo“, jak včera křupal sníh, jakou barvu? byl západ slunce a bůhví co víc... Najít dobrého kuchaře i šikovného „sněhuláka“ však není jednoduché a musí platit astronomické sumy. Počítačová automatizace je levnější, jednodušší na ovládání a nehádá se, pokud musíte pracovat přesčas.

Mimochodem, na mezinárodních závodech, kde se poflakuje „smetánka“ sportovního beau monde, připravují sníh ne ojedinělí specialisté. Moderní sporty vyžadují, kdykoli je to možné, standardní vybavení a standardní podmínky pořádání k zajištění rovnosti pro všechny účastníky. Stále více pořadatelů soutěží proto i při dostatečném množství přírodního sněhu přechází na automatizované zasněžovací systémy, které je velmi obtížné standardizovat.

V severní Evropě za období 1990-2100. očekávají se výrazné změny klimatu v důsledku zvýšení průměrných zimních teplot (A) a ročních srážek (B).

Výroba „umělého“ sněhu je stará přes 50 let. První experimentální instalace začaly vznikat v 50. až 60. letech 20. století. v zemích, kde bylo lyžování velmi populární. Patenty na způsoby vytváření umělého sněhu byly podány v roce 1968.

Ve sněhových „dělech“ s ventilátorem vytváří výkonný ventilátor (4) nepřetržitý proud vzduchu, který se pohybuje hlavním (1) a nukleačním (2) prstencem s tryskami. Voda se dodává do prvních kroužků pod tlakem, do druhého - směs vody a vzduchu.

Drobné kapičky vody jsou vstřikovány do proudu vzduchu tryskami hlavních prstenců. Nukleační prstencové trysky vytvářejí kondenzační centra nezbytná pro tvorbu a růst sněhu.

Mezi ventilátorem a kroužky jsou lopatkové desky (3), připevněné zevnitř ke skříni generátoru. Podporují lepší promíchání složek směsi voda-vzduch.

Mnoho sněžných děl používá více hlavních kroužků, každý se samostatným vodním ventilem. To vám umožní upravit výkon sněhové frézy. Hlavní jednotky jsou uzavřeny v kovovém krytu (6) s ochrannou síťkou (5) na vstupu do systému.

Sněhová fréza má také napájecí zdroje (7), vysokotlakou vodu (9) a stlačený vzduch (8).

"Ventilátorová" sněžná děla lze namontovat i na pásový podvozek s vlastním pohonem.

U sněhových děl jsou kryt sněhové frézy (D), automatizační systém (A) a kompresor (C) namontovány buď na kolovém podvozku, nebo na pevné „noze“ (T). Voda je přiváděna hadicí se speciální rychlospojkou (W). Řídicí signály (CS) jsou dodávány z centrálního počítačového systému přes samostatný „signální kabel“ nebo rádiem

U sněžného stožáru jsou prvky generující sníh vyzdviženy nad terén do výšky až 10 m. Díky tomu má veškerá nastříkaná voda čas zcela zkondenzovat ve formě sněhu, přičemž ten padá k zemi pod svou vlastní vahou.

Práce na přípravě sněhového svahu nebo lyžařské stopy se neomezují pouze na výrobu sněhu. Po generování by měl sníh několik dní „uležet“ („dozrát“, jak mladé víno zraje). Poté přichází na řadu speciální sněžné stroje (tzv. pistole nebo retracky), které sníh urovnají, zhutní a změkčí jeho povrch.

Na závěr bychom chtěli našim čtenářům popřát dobrý sníh - pro současnou i všechny budoucí lyžařské sezóny! Chceme také popřát těm, kteří se do lyžařské „zábavy“ ještě alespoň jednou nezapojili, aby to zkusili. Vždyť dnešní možnosti pro lyžařské nadšence všech věkových kategorií a všech kvalifikací jsou prostě nevyčerpatelné!

Kromě zjevných přínosů pro zdraví – jak trávíte čas čistý vzduch boj s následky fyzické nečinnosti – lyžování je velká radost! Až se zase ocitnete na své oblíbené sjezdovce, budete moci kompetentně vyprávět svým přátelům o tom, kolik úsilí a znalostí se skrývá za zdánlivě jednoduchým a známým „dokonalým“ sněhem.

autoři:
KOPTYUG Andrey Valentinovich - kandidát fyzikálních a matematických věd, absolvent Novosibirsku státní univerzita... Fakultní docent informační technologie Univerzita středního Švédska (Östersund).
ANANIEV Leonid Grigorievich - ředitel švédsko-ruské společnosti SveRuss Konsul (Švédsko, Estersund)
OSTREM Johan - MSc v oboru inženýrství, ředitel ARECO Snowsystem (Švédsko, Estersund).

Článek vychází ve zkratce.

Umělý sníh je v dnešní době velmi oblíbený pro přehlídky, různé svátky, akce, svatby a výročí. Používá se při představeních jako dekorace, na výzdobu výloh, v interiéru barů a restaurací, uplatnění najde i sníh. Nedělá skvrny na oblečení, je netoxický, vypadá přesně jako skutečný.

Jak vyrobit umělý sníh vlastníma rukama

Hlavně potřebujete tekutý koncentrát nebo speciální prášek. Vyrábějí ho především zámořští výrobci.

Chcete-li vyrobit umělý sníh vlastníma rukama, musíte do tohoto prášku nebo koncentrátu přidat běžnou vodu a poté se objem zvětší téměř stokrát. Takový umělý sníh se skladuje několik dní. Po uplynutí času začíná vysychat a zmenšovat objem. Pokud to všechno posbíráte a znovu přidáte vodu, vrátí se do předchozího stavu. Umělý sníh se snadno smývá a nešpiní povrch.

Sněžné dělo

Rozházet krásné závěje během pár sekund bude velmi snadné. K dosažení efektu vánice nebo padajícího sněhu se používá vzduchové dělo a speciální generátor sněhu. Generátor je speciální zařízení o hmotnosti od jedenácti do dvaceti kg. Existují ale i zařízení pro umělé zasněžování. velká velikost- od čtyřiceti kg. Takový generátor sněhu funguje na koncentrát, který byl předtím zředěn vodou. Koncentrát je dodáván z Ameriky a je certifikovaný. Jeden litr vody stačí na hodinu provozu takové instalace. Velikost a tvar sněhových vloček lze naprogramovat předem. Šíření sněhových vloček je až patnáct metrů.

Video: Srovnávací test děl sněhových generátorů.

Cena sněžného děla je 150 000-1 000 000 rublů. Cena závisí na jeho výkonu. Používají se především na sjezdovky. Pro začátek je nejlepší koupit nejlevnější generátor sněhu. Lze jej i pronajmout. Cena pronájmu za hodinu práce se pohybuje od dvou do pěti tisíc rublů.

Lyžuje a snowboarduje stále více lidí a míst vhodných k lyžování je stále méně.

Globální oteplování zkrátilo sezónu v některých z nejstarších lyžařských středisek ze čtyř měsíců na jeden nebo dva. Existují prognózy, podle kterých se centrum evropského lyžařského průmyslu brzy přesune z Alp do Skandinávie. Při hledání sněhu už Američané začali prozkoumávat Aljašku. Všechno, není kam jít dál. Zbývá pouze použít zbraň. Speciální. Pokud jste se za polárním kruhem nedostali za polárním kruhem, pak s největší pravděpodobností ve svém oblíbeném středisku bruslíte na náhražkách - umělém, nebo technickém, jak tomu profesionálové říkají, sněhu. Bez speciálních strojů na výrobu sněhu se dnes neobejde ani jedno středisko, od francouzského Chamonix po Moskevskou oblast Volen. Téměř každý lyžař viděl sněžná děla a jejich odlehčené verze, sněžná děla, v akci více než jednou. Zvenčí vypadá proces zasněžování jednoduše: obří ventilátory stříkají vodu, která se v mrazu mění ve sníh. Ale to je jen zvenčí.

Skutečný sníh

Přírodní sníh se tvoří z atmosférické vodní páry. Když se vodní pára, což je plynná forma vody, ochladí až ke kondenzaci, změní se z plynné na kapalnou nebo pevnou. Mraky, na které jsme zvyklí, se skládají právě z takových zhuštěných kapek, i když tak malých, že je nahoře snadno udrží proudy stoupajícího vzduchu. Když jsou kapky příliš těžké, padají na zem jako déšť. Pokud je teplota hluboko pod bodem kondenzace, vodní pára obchází kapalnou fázi a tvoří malé krystaly. Ve většině světa začíná déšť, na který jsme zvyklí, kupodivu sněhem, ale sněhové vločky mají čas roztát, když se přiblíží k zemi. Faktem je, že ve výšce tvorby mraků je vždy negativní teplota, srovnatelná s jakutskými mrazy. Jednoduchým potvrzením této skutečnosti jsou kroupy v parném létě.

Voda však automaticky nezamrzne, když teplota klesne pod bod mrazu. Destilovaná voda může být ochlazena na poměrně nízkou teplotu -40 ° C a zůstává tekutá. Nicméně, v reálný život pára v oblacích začíná krystalizovat již při 0 °C. Voda totiž potřebuje k tomu, aby se spustil proces kondenzace, ty nejmenší částice, kolem kterých by se její molekuly mohly usazovat. Takovými centry kondenzace v atmosféře jsou nejmenší částice sazí, městský smog, bakterie a další materiály. Tak se například rozptylují mraky rozprašováním speciálních činidel (například jodidu stříbrného) z letadel nad nimi, která fungují jako taková kondenzační centra.

Krystalizující voda v oblacích vytváří bizarní šestipaprskové fraktální tvary zvané sněhové vločky. Delší čas běží krystalizační proces, tím složitější je kresba sněhové vločky. V oblacích tento proces trvá desítky minut. Umělý sníh vzniká během několika sekund, proto při bližším zkoumání jeho krystaly vypadají jako šestiúhelníkové se zárodky paprsků a na dotek připomínají zadeček. Takový sníh však taje pomaleji než přírodní sníh a lyže na něm jinak kloužou.

Sněžná děla

Nápad používaný k rozptylování mraků (kondenzace vody v okolí umělých kondenzačních center) fungoval pro výrobu umělého sněhu dokonale. Jedním z nejběžnějších krystalizačních činidel používaných při výrobě sněhu je Snowmax, speciální přírodní protein, který výborně přitahuje molekuly vody.

V raných konstrukcích sněžných děl byla voda smíchána se stlačeným vzduchem a vržena vysokotlakými tryskami do proudu vzduchu vytvářeného výkonným ventilátorem. Stlačený vzduch vykonával tři úkoly najednou: rozprašoval vodu, vyhazoval vzniklé kapky do vzduchu a vodu navíc ochlazoval. Posledně jmenovaný efekt je založen na skutečnosti, že plyny se při adiabatické expanzi ochlazují. Zkuste otevřít plechovku s oxidem uhličitým - okamžitě vychladne na mrazivé teploty, čímž riskujete, že vám zmrznou ruce.

Nevýhodou tohoto schématu je vysoká spotřeba vzduchu. Proto modernější děla fungují ve dvou krocích. Nejprve smícháním stlačeného vzduchu a malého množství vody vznikají nejmenší ledové krystalky – zárodky umělého sněhu. Poté tato „embrya“ spadnou do proudu vody rozstřikovaného silnými ventilátory, které na nich krystalizují a rychle tvoří hotové sněhové krystaly.

Výrazná vlastnost ze všech zbraní je výkonný ventilátor, který vyhání směs vody a vzduchu na desítky metrů. Při takovém letu se stihnou vytvořit krystaly umělého sněhu, navíc vysoký „dojezd“ umožňuje zasněžovat velké plochy. V lyžařských střediscích můžete vidět i další typ sněžné zbraně – sněžná děla. Jejich rozdíl od děl je v absenci ventilátoru.

Proces zasněžování v nich je následující. Odsazené vzduchové a první vodní trysky přivádějí omezené množství vody a vzduchu do mísící zóny umístěné 810 cm od pistole, kde se tvoří sněhové krystaly. Tyto minikrystaly se setrvačností posouvají dále, ve vzdálenosti cca 20 cm od pistole padají do proudu vody z druhé trysky, kde na ně ulpívá voda. Ke krystalizaci sněhu dochází při volném pádu krystalů na zem z výšky minimálně 4m.

Podmínky zasněžování

Přítomnost sněžného dělostřelectva neznamená řešení problémů se sněhem. Hodně také závisí na podmínkách tvorby sněhu, jejichž nejdůležitějšími parametry jsou teplota a relativní vlhkost (poměr skutečně obsažené vodní páry ve vzduchu k množství vodní páry odpovídající stavu nasycení). Voda se totiž ochlazuje vlastním částečným odpařováním, tedy přechodem části kapaliny v páru. Čím vyšší je však relativní vlhkost, tím pomalejší bude proces odpařování, a tedy i chlazení.

Proto při nízké relativní vlhkost proces zasněžování je možný při teplotách nad 00C. Při vysoké vlhkosti a při nízké teploty místo sněhu je možné přijímat obyčejný déšť. Při relativní vlhkosti 30% lze sněžná děla spustit při teplotě -1°C, to se považuje dobré podmínky pro zasněžování. Pokud teplota klesne pod -6,7 °C, lze sníh vyrobit při relativní vlhkosti 100 %. Při teplotách pod -10 °C lze vlhkost ignorovat.