本文介紹了水滴蒸發(fā)冷卻過程的傳熱傳質(zhì)基礎(chǔ)理論,討論了人工造雪的合適參數(shù)范圍。結(jié)果表明,允許造雪的最大水滴直徑隨環(huán)境溫度和相對濕度的降低而增加,且后者對臨界水滴直徑有較大的影響,相對濕度為20%和80%對應(yīng)的臨界水滴直徑分別為大約410μm和170μm(環(huán)境溫度2℃,飛行時間1 s);當環(huán)境溫度高于0℃,液滴自身的蒸發(fā)冷卻效果也可以使水滴的溫度降低至0℃,但要求相對濕度較低;在水滴直徑為100μm(風速2 m/s,初始溫度4℃),環(huán)境溫度為10℃時要求相對濕度在11%以下。

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【部分圖文】：

圖1水滴尺寸分布

對于內(nèi)混式氣液混合噴嘴，當氣壓和水壓均為0.6MPa、氣液混合腔直徑為5mm時，距噴嘴150mm處測得數(shù)據(jù)[23]如圖1所示。氣液混合使噴嘴的霧化平均直徑在66μm左右，與R-R分布趨勢相吻合，呈先增大后減小的趨勢。人工造雪時，需要根據(jù)環(huán)境參數(shù)調(diào)整噴嘴參數(shù)，使液滴直徑分布在....

圖2造雪臨界水滴直徑隨落地時間的變化

圖2所示為造雪臨界液滴尺寸隨允許落地時間的變化。由圖2可知，環(huán)境相對濕度較低時，水蒸氣分壓力較小，小液滴在飛行時蒸發(fā)冷卻能力強，當液滴飛行時間相同時，能使較大的液滴冷凝成雪花，允許臨界水滴直徑隨著相對濕度的減小而增大。當環(huán)境溫度為2℃，飛行時間1s時，相對濕度為20%和80%對....

圖3造雪的臨界水滴直徑

在水滴直徑為100μm，風速為2m/s，水滴初始溫度為4℃下，根據(jù)環(huán)境溫度與相對濕度濕度的關(guān)系繪制的可造雪區(qū)域如圖4所示。當對流換熱量與蒸發(fā)潛熱量之和小于零時，水滴對外放熱使自身溫度不斷下降。若環(huán)境溫度在0℃以下，則在任何相對濕度下均可造雪；隨著環(huán)境溫度逐漸上升，所需的環(huán)境相對....

圖4造雪區(qū)域圖（D0=100μm,V=2m/s,Tw=4℃）

圖3造雪的臨界水滴直徑水滴可蒸發(fā)吸熱凍結(jié)成雪晶，但在溫度高濕度低的情況下造雪是不可取的，原因是水滴蒸發(fā)迅速，水分損失過大，制雪效率低下；環(huán)境溫度過高，小水滴即使蒸發(fā)凍結(jié)成雪晶，也會因為環(huán)境溫度過高而發(fā)生融化，無法長時間維持雪貌。

本文編號：3978519