Евгений Ципорин / Александр Козлов / Александр Бутенко
(Горимпекс компаниялар тобы)
Ресей - ең үлкен (ұзақ мерзімді перспективада) шаңғы жабдықтары нарығы және заманауи шаңғы орталықтарын салу және пайдалану үшін әлемдегі ең үлкен мүмкіндіктерге ие ел. Бүгінгі таңда ресейлік шаңғышылардың басым көпшілігі шаңғымен сырғанайды жақсырақ жағдайлар, бұл тапшылықты білдіреді, яғни мұндай спорт нысандарын салу нарығы өте перспективалы, шаңғы орталықтары сұранысқа ие болады. Сонымен қатар, бұл нарықтың бірқатар ерекшеліктері бар. Айта кету керек, нақты немесе қағаз жүзінде бар ресейлік шаңғы орталықтарының көпшілігі үлкен қалалардың жанында орналасқан, бұл «плюс» жиынтығы (қала шегінен шаңғы трассасына дейін жету ыңғайлы, бұл ыңғайлы шаңғы орталығының жұмысын коммуникация тұрғысынан ұйымдастыру және т.б.) және «минустар» жиынтығы және осы «минустардың» біреуі туралы егжей-тегжейлі айту керек.
Ресей қалаларының көпшілігі, әсіресе миллионнан астам халқы бар, айналасында тау шаңғысы орталықтары шоғырланған қалалар қысы тұрақсыз, қарашадан наурызға дейін құбылмалы ауа-райы және баға жетпес қар жамылғысы бірден жоғалып кететін аймақта орналасқан. жылымық оқиғасы. 2006-2007 жылдардағы маусымның «қауіпті» қысы бәрінің есінде, ол жоғары температура бойынша барлық көрсеткіштерді бұзды - Мәскеуде қаңтарда +14 ° C-қа дейін және мұндай «рекордтар» бүкіл әлемде орнатылды. Еуропалық аумақРесей.
Әрине, мұндай табиғи апаттарШаңғы орталықтарының қызметтеріне кез келген сұранысты «өлтіріңіз», құрылыс пен абаттандыру бойынша барлық күш-жігерді жоққа шығарыңыз: қар жоқ - шаңғышылардың ешқайсысы қатып қалған балшықтан еріген жасыл шөпті қарауға келмейді. Сонымен қатар, тіпті мұндай «кемшіліктерді» заманауи технологияларды қолдана отырып, «артықшылықтарға» айналдыруға болады, атап айтқанда, тау шаңғысы орталықтарында механикалық қар жасайтын жүйелерді орнату, қарапайым тілмен айтқанда, жасанды қар жасайтын жүйелер.
Ұқсас технологиялар Батыста көп жылдар бойы қолданылып келеді, олар мұқият жобаланған және тіпті қала жағдайында да мүмкіндік береді (мысалы, жыл сайынғы әлем чемпионатының кезеңі). шаңғы жарысыДюссельдорфта) толыққанды шаңғы трассасын жасау.
Сонымен қатар, бұл технологиялардың ескеру қажет бірқатар ерекшеліктері бар.
Еуропадағы барлық дерлік шаңғы орталықтары толық шаңғымен сырғанау үшін табиғи қар жеткіліксіз болған кезеңде қар жасау жүйелерін пайдаланып қар өндірісін пайдаланады. Жасанды қарды қалыптастыру процесі үш компонентті қажет етеді - қоршаған ортаның төмен температурасы, судың айтарлықтай мөлшері және, ең соңында, сығылған ауаның болуы. Қар генераторларын (қар қарулары) пайдалана отырып, қарды алу кезінде судың және электр қуатының айтарлықтай көлемі пайдаланылады. Бұл мақала келесі бөлімдерді қамтиды:
1. Қар жасау жүйелері
2. Су қоймалары
3. Ылғалды/құрғақ шам температурасы
4. Арнайы қоспалар
5. Суды алдын ала салқындату жүйелері
6. Қар жинау жүйелерін басқару
7. Ауа компрессорлары
8. Құбырлар
1. Қар жасау жүйелері
Сапалы қар жасаудың кәсіби тәсілі өте маңызды және қар жасау жүйесінің көптеген жеткізушілері: «Қар жасау - бұл өнер» дейді. Қар жасайтын жүйелер шығаратын қардың сапасы «өте құрғақ» пен «өте ылғалды» болуы мүмкін. Жаңадан бастаушыларға арналған жолдар, жаппай пайдалануға арналған, кәсіпқойларға арналған жолдармен бірдей емес және мүлдем басқа қалыңдықты қажет етеді. қар жамылғысыжәне қардың сапасы. Қардың сапасы оны шаңғы трассалары бойымен тарату процесінің ыңғайлылығына да әсер етеді. Мысалы, ерекше сапа ізін алу үшін көбінесе ылғалды, қалың қардың негізгі қабатының үстіне құрғақ және жеңіл қар қабатын төсеу қажет.
Қар жасайтын жүйелер қар түзілудің табиғи процесін қайта жасайды. Табиғатта қар қоршаған ортаның төмен температурасында және төмен температурада су буының мұз микрокристалдарына конденсациялануы нәтижесінде пайда болады. салыстырмалы ылғалдылық. Таза су 0 °C-тан төмен температурада (теориялық тұрғыдан) қатып қалады, бірнеше су молекулалары біріктіріліп, эмбрион, тұқым немесе нуклеация орталығы деп аталады. Жақын маңдағы су молекулалары эмбрионға қосылуын жалғастырып, мұз кристалдарын құрайды. Бұл процесс біртекті нуклеация деп аталады. Мұз кристалдарының түзілуі кезінде суда қоспалар болса, онда бұл процесс гетерогенді нуклеация деп аталады. Қоспалар мұз кристалдарының түзілуі үшін нуклеация орталықтары (тұқымдар) қызметін атқарады. Гетерогенді нуклеация қоршаған ортаның оң температурасында да мүмкін. Қоспаларда мұз кристалдары түзілетін температура гетерогенді нуклеация температурасы деп аталады. Қар жасаушылар деп аталатын қар жасайтын машиналар осы физикалық процестерді салқындатқыш қысылған ауаны, суды және кейде кристалдану катализаторы ретінде әрекет ететін қоспаларды пайдаланып қар жасау үшін пайдаланады.
Қарға арналған қарудың үш түрі бар - ішкі аралас қарға арналған мылтық, сыртқы аралас қарға арналған мылтық және соңында қарды үрлейтін мылтық. Жабдықтың түрін таңдау кезінде ескерілетін факторларға мыналар жатады:
Жел жылдамдығы;
Желдің бағыты;
Қоршаған ортаның температурасы;
Салыстырмалы ылғалдылық;
Сығылған ауаның болуы;
Электр қуатының болуы;
Еңістердің түбегейлі нүктелерге орналасуы;
Төменде қысқаша сипаттамаларқар жинау жүйелерінің үш түрі:
Ішкі араластыру жүйесі - қар тапаншасының саптамасының ішкі камерасында су мен ауаны араластыратын жүйе. Су мен сығылған ауа қоспасы саптамадан шыққанда, бұл қоспаның кеңеюі және термодинамикалық салқындату әсері (0 ° C төмен) пайда болады. Кішкентай су тамшылары қатып, микрокристалдар түзеді, олар өз кезегінде нуклеация орталықтарына айналады. Мұндай нуклеация орталықтарында (тұқымдар) үлкенірек тамшылардан қар түйіршіктері түзіледі.
Сыртқы араластыру жүйесі - Су-ауа жүйесінің тағы бір түрі. Мұндай жүйелер сығылған ауа мен қысымды суды қар генераторының бөлек саптамалары арқылы шығаруды қамтамасыз етеді. Сығылған ауа су ағындарынан шығатын микроскопиялық су тамшыларын кеңейтеді және қатты суытады. Бұл жағдайда нуклеация орталықтары қалыптасады. Ішкі аралас жүйелерге қарағанда сыртқы аралас жүйелерде ағынның жылдамдығы төмен болады. Осы себепті, су тамшыларына жер деңгейіне жеткенге дейін қар түзіп, ядроға айналуы үшін жеткілікті уақыт беру үшін сыртқы араластырғыш қар жасаушылар мұнараларға орнатылады. Кейде сыртқы араласуы бар жүйелер сығылған ауа мен желдеткіштерді пайдаланбай қолданылады. Сонымен қатар, жоғары сапалы қарды сәтті өндіру үшін қымбат қоспалар, жоғары қысым және салқындатылған су қолданылады.
Желдеткіш жүйелер - Желдеткіш жүйелер ауадағы су тамшыларының суспензиясын қалыптастыру үшін сығылған ауаның орнына желдеткіш арқылы берілетін ауаны пайдаланады. Бұл жағдайда тамшылар айтарлықтай салқындату және қату үшін жеткілікті уақыт ауада қалады. Желдеткіш жүйелер де жиі ядролық құрылғылармен жабдықталған. Әдетте, мұндай құрылғы тікелей қар пистолетіне орнатылған шағын ауа компрессорынан және ядролық ауа саптамаларының тізбегінен тұрады. Бұл жағдайда қоршаған ортада сығылған ауаның сумен араласуы және кейіннен кристалдануы орын алады. Мылтықтардың бұл түрі ең танымал және кең таралған.
Ішкі және сыртқы араластыру жүйелерінде қолданылатын қар тазалағыштар қажет емес сыртқы көзқар генераторын орнату орнында электр. Бірақ, мұндай артықшылыққа қарамастан, мұндай жүйелер орталықтандырылған компрессорлық және сорғы станцияларын қажет етеді.Желдеткіш пистолеттер желдеткіштер мен ауа компрессорларына қуат беру үшін қуат кабельдерін қар тапаншасының орнына тікелей жүргізуді талап етеді. Ішкі араластыру жүйелері мен үрлегіш пистолеттер өте кең температура диапазонында жұмыс істейді және желдеткіштер мен ауа компрессорларын пайдалану арқылы қардың сапасын бақылайды. Бұл технологиялар қыс мезгілінің басында қарды жабу үшін ашылуы жоспарланған кең жолдар мен соқпақтарға өте қолайлы. Сыртқы араласуы бар жүйелер энергияны тұтыну тұрғысынан үнемді, бірақ тар температура диапазонында жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Сыртқы араластыру жүйелерінің тағы бір кемшілігі - қарлы қарулардың желге жоғары сезімталдығы. Сыртқы араластыру жүйелері ішкі араластыру/желдеткіш жүйелерімен салыстырғанда қар тазалау жұмыстарын 30%-ға көп қажет етеді. Мұндай жүйелер тар бағыттар мен кейінірек ашылатын маршруттарда пайдалану үшін ұсынылады. Қарға арналған мылтықтардың түрін таңдаған кезде, қарға арналған қаруды сатып алудың бастапқы құны ғана емес, сонымен қатар жүйенің өзіндік құны (мұнаралар, сорғы/компрессорлық станциялар) ескеріледі. Қар қаруының бұл түрін нақты еңіс жағдайында пайдаланудың тиімділігі мен мүмкіндігі де ескеріледі. Бұл қардың температурасын, жердің түрін, маршруттың енін, маусымның қалаған басталу күнін және шу деңгейіне қойылатын талаптарды ескереді.
Кесте 1. Қар жинау жүйелерінің жекелеген түрлерінің артықшылықтары мен кемшіліктері
|
Қар жасау жүйесінің түрі |
Артылықшылықтар мен кемшіліктер |
|
Ішкі араластыру арқылы |
Артықшылықтары: желге төмен сезімталдық, жұмыс жоғары температуралар, қар машинасының салмағының аздығы, кең беткейлерде қар жасау мүмкіндігі, қардың сапасын реттеу мүмкіндігі. Кемшіліктері: төмен энергия тиімділігі, компрессорлық станциядан қысылған ауа беруді қажет етеді, жоғары деңгейауа компрессорының шуы. |
|
Сыртқы араластыру арқылы |
Артықшылықтары: ішкі араластыру жүйелерімен салыстырғанда энергия тиімділігі жоғары, өйткені сығылған ауа азырақ қажет. Төмен шу деңгейі, оңай басқару. Кемшіліктері: Желге жоғары сезімталдық, жұмыс температурасының тар диапазоны, орнатудан кейін басқа жерге көшу қиын, қардың сапасын өте тар диапазонда ғана реттеуге болады, жел мен сублимациядан жоғары жоғалтулар. |
|
Желдеткіш жүйелер |
Артықшылықтары: Міндетті ең аз сомасығылған ауа, энергияны үнемдейтін технология, төмен деңгейшу, кең ауқымда қардың сапасын реттеу. Кемшіліктері: Желдеткіш қар тапаншаларының еңіс бойымен қозғалуы қиын және оларды жылжыту үшін қарды нығыздағыштарды қажет етеді, себебі жабдық үлкен және ауыр. |
2. Жасанды су қоймалары
Қарды алу қажет елеулі сомасу. 60-60 м аумақта қалыңдығы 16 см қар жамылғысын жасау үшін 277 500 литр су қажет. Су ресурстарына деген айтарлықтай сұраныс көбінесе тау шаңғысы орталықтары үшін проблема болып табылады, өйткені судың айтарлықтай қоры бар су көздері қажет. -дан су қабылдау табиғи көздерҚыс мезгілінде су ағыны аз болса, табиғатқа зиянын тигізеді. Су қоймаларының тұрғындарын және шағын ағындар мен өзендерді пайдалану мүмкіндігін қорғау үшін әдетте қар жинау жүйелерінің жасанды су қоймалары жасалады. Жасанды су қоймаларын пайдалану суды құбырлар арқылы тасымалдауға кететін шығынды азайтуға да мүмкіндік береді. Ауырлық күштеріне байланысты мұндай үнемдеу резервуар қар жинау жүйесін орнату деңгейінен жоғары орналасқан жағдайда мүмкін болады. Бұл ретте жасанды су қоймасын салуға кеткен шығындар бірнеше жыл бойы суды көтеруге жұмсалатын энергияны үнемдеу есебінен өтеледі.
3. Ылғалды/құрғақ шам температурасы
Құрғақ шамның температурасы қоршаған ауа температурасы ретінде қабылданады. Салыстырмалы ылғалдылық – атмосферадағы су буының мөлшерінің сандық көрсеткіші. Қар өндіруде қоршаған ауаның салыстырмалы ылғалдылығы өте маңызды рөл атқарады. Ауадағы су буының мөлшерінің артуы су тамшыларының салқындату жылдамдығының ядролық температураға дейін төмендеуіне әкеледі (кристалдардың түзілуі). Төмен ылғалдылықта ауаға су тамшылары шашылғанда, яғни су буының мөлшері аз болғанда, бұл судың бір бөлігі буланып, сол арқылы салқындайды. қоршаған ауа, өйткені Суды булану үшін оны буланудың жасырын жылуына жеткенше қыздыру керек. 1 литр суды буландыру үшін 539 калория қажет, ал оны мұздату үшін бар болғаны 80 калория қажет. Бұл бір литр судың булануы 0 ° C температурада 6,7 литр суды мұздатуға мүмкіндік беретінін білдіреді (суды 1 ° C-қа салқындату үшін бар болғаны 1 ккал бөліну керек, сондықтан судың температурасы термиялық тепе-теңдікке әсер етпейді тым көп қар жасау процесі).
Бірінші жуықтау ретінде булану процесінің салқындату әсерін келесідей қабылдауға болады: салыстырмалы ылғалдылықтың әрбір 10% төмендеуі үшін құрғақ шамның нақты температурасының 0,5 °C төмендеуі. Мысалдар:
-2°C және 50% салыстырмалы ылғалдылықтағы ауаның -4°C температурадағы қаныққан ауамен (100% салыстырмалы ылғалдылық) салқындату қабілеті бірдей.
0°C және 40% салыстырмалы ылғалдылықтағы ауаның салқындату қабілеті -3°C қаныққан ауамен бірдей.
Ылғалды шамның температурасы (ылғалдылық температурасы) бірден екі факторды - қоршаған ортаның температурасын және салыстырмалы ылғалдылықты ескереді, сондықтан бұл параметр қар жасау жүйелерін жобалау кезінде қолданылады. Ылғалды шамның температурасы - бұл барлық жылу алмасу процестері аяқталғаннан кейін қол жеткізілетін қар тапаншасының саптамаларынан шығатын микротамшылардың температурасы. қоршаған орта. Барлық автоматты жүйелер(басқаруды қоса алғанда су ресурстары) орнатылған Батыс елдеріЕуропа әдетте -4 ° C ылғалды шамда қар шығара бастайды. Жоғары температурада қар өндіру өнімсіз және негізсіз қымбат деп саналады. Испания мен Португалия сияқты Еуропаның жылы аймақтарындағы бірнеше курорттар ғана -2°C ылғалды шамдармен қар жасай бастайды, өйткені таңдау жоқ.
4. Арнайы қоспалар
Қоршаған ортаның жоғары температурасында су кристалдарын қалыптастыру үшін арнайы су қоспалары қолданылады. Мұндай қоспалардың молекулалары айналасында кристалдық құрылымдар түзілетін ядролар (тұқымдар) рөлін атқарады. Жоғарыда айтылғандай, бұл кристал түзілу процесі гетерогенді нуклеация деп аталады. Арнайы қоспалар ретінде арнайы белоктар (белоктар) қолданылады. Мұндай қоспалар энергияны үнемдеуге және қар шығаруға мүмкіндік береді жақсы сапашекті температураларда. Арнайы қоспаларды қолдану туралы шешім әдетте пайдаланылатын судың тазалығына және ондағы кристал түзілу процесіне ықпал ететін табиғи заттардың болуына/болмауына байланысты. Көбінесе табиғи су қоймаларының суында қажетті заттардың жеткілікті мөлшері бар, сондықтан қоспаларды пайдалану қажет емес.
5. Салқындату жүйелері
Су көзінің температурасы +5°С-тан жоғары болған кезде суды қар жинау жүйесіне бермес бұрын салқындату үшін арнайы салқындату жүйелері қолданылады. Судың температурасын төмендету судың булануынан болатын энергия шығынын азайту арқылы қар дайындаудың тиімділігіне оң әсер етеді. Салқындату жүйелері болуы мүмкін әртүрлі дизайнжәне жұмыс істеу принциптері. Салқындату мұнараларын (салқындату мұнаралары) және тікелей ағынды салқындату жүйелерін пайдалануға болады. Салқындату мұнараларын пайдалану тау шаңғысы маусымын ертерек ашуға және қоршаған ортаның жоғары температурасында қар шығаруға мүмкіндік береді.
6. Қар жинау жүйелерін басқару
Қар тазалау жүйесіне арналған жабдықты таңдаудағы маңызды сәттердің бірі - басқару түрін таңдау, өйткені одан әрі пайдалану шығындары негізінен осыған байланысты болады.
Автоматты жүйелердің жұмысының сипаттамасы және артықшылықтары:
Қоршаған ортаның ауа райы жағдайлары туралы ақпарат (ылғалдылық, температура, желдің жылдамдығы және бағыты) басқару жүйесіне стандартты аналогтық немесе цифрлық сигнал түрінде жеткізіледі. Автоматтандыру жүйесі бағалау жүргізеді ауа райы жағдайларыжәне автоматты түрде (оператордың араласуынсыз) реттейді технологиялық параметрлерқар жасау процесі. Оператор, қаласа, компьютердің көмегімен процестің жұмыс параметрлерін де орната алады. Автоматты басқару суды және ауаны айдау (артық айдау үшін қажетсіз шығындар қажет емес) және жүйеге техникалық қызмет көрсету құнын айтарлықтай төмендете алады. Жүйені орнатуға қажетті уақыт айтарлықтай қысқарады, өйткені жүйе құрамдастарының жауап беру уақыты секундтың бір бөлігін ғана құрайды. Бұл ретте ішкі араластыру және желдеткіш жүйелері бар автоматты жүйелердің тиімділігін салыстырғанда 30-50%-ға артады. қол жүйелері.
Сыртқы араласуы бар жүйелер үшін тиімділіктің жоғарылауы шамалы, өйткені мұндай жүйелер тұрақты түзетулерді қажет етпейді. Ауа-райының кенеттен өзгеруі кезінде бір аумақты қардан басқа жерге ауыстыру қажет болуы мүмкін. Бағдарламалық қамтамасыз етуоператорға осындай міндеттерге оңай шоғырлануға мүмкіндік береді, ал ауа-райына бейімделуді жүйенің өзі қамтамасыз етеді. Басқару жүйесі қар жинау жүйесін ауа райы жағдайына бейімдеу үшін су қысымын автоматты түрде реттейді. Сонымен қатар, ауа компрессорларын автоматтандыру ауа желісіндегі қысымды реттейді және қажет болған жағдайда компрессорлар арасында жүктемені бөледі, сондай-ақ жүйенің ауа сұранысына байланысты оларды қосады/өшіреді. Бағдарламалық қамтамасыз ету процесс параметрлерін (су температурасы, су және ауа ағыны/қысым) үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді.
Жүйелермен іске қосу қолмен басқарубір сағаттан төрт сағатқа дейін, ал өшіру бір сағаттан үш сағатқа дейін созылады. Маусымның басында сапалы қар шығаруға болатын уақыт кезеңдері 6-дан 8 сағатқа дейін созылады. Автоматты жүйелерді қосу және өшіру жетіден он бес минутқа дейін жүреді. Автоматты жүйелер қар генераторларының жұмыс параметрлерін үздіксіз реттеу арқылы өндірілген қардың сапасын үздіксіз бақылайды. Қолмен жұмыс істейтін жүйелер қардың сапасына теріс әсер ететін және оның құнын жоғарылататын өзгермелі ауа-райы жағдайында тікелей қар генераторларын орнату орнында білікті қызметкерлердің бақылауын және реттеуін талап етеді. Қолмен жұмыс істейтін жүйелермен салыстырғанда қар жинау жүйелерінің пайдалану тиімділігінің артуы 40-60% құрайды.
Жүйелердің сенімділігі мен қауіпсіздігі басқару түрін таңдау кезінде анықтайтын факторлар болып табылады, өйткені жүйелер өте жоғары су мен ауа қысымын пайдаланады. Дұрыс орнатылған автоматтандыру жүйесі ықтимал қауіпті жүйе элементтерінің жұмысына оператордың араласуынсыз осы параметрлерді басқаруға мүмкіндік береді. Төтенше жағдайлар мен жабдықтың жағдайы туралы жедел хабарлау жүйесі операторға жүйе жұмысын дереу реттеуге мүмкіндік береді.
Соңында, автоматтандыру жүйелері қар жасау процесінің барлық аспектілері (тұтынылатын электр энергиясы, тұтынылған су ресурстары, өндірілген қардың саны мен сапасы, сонымен қатар экономикалық талдаулар) бойынша мұрағатталған есеп файлдарын жасайды.
7. Ауа компрессорлары
Ауа компрессорлық жүйесінің болуы көбінесе қар жинау жүйесінің болуының маңызды шарты болып табылады. Сығымдалған ауа, ол қар тапаншасының саптамасынан шыққан кезде, ауадағы микротамшылардың дисперсиясын өндіруге қызмет етеді. Бұл микротамшылар болашақ снежинкалардың «жүрегі» болып табылады. Ішкі араласуы бар жүйелер үшін сығылған ауаны пайдалану су-ауа қоспасын алудың қажетті шарты болып табылады. Мұндай жүйелер үшін қар кристалдарының түзілу процесі тамшылардың ауада болу ұзақтығына және саптаманың шығатын жерінде су-ауа қоспасы кеңейген кездегі салқындату әсеріне байланысты. Сыртқы араластыру және желдеткіш жүйелері бірдей физикалық принциптерге негізделген.
Қар жасайтын жүйелердегі энергияны тұтынудың негізгі көзі ауа компрессорлары болып табылады. Әдетте, энергияны тұтынудың 40-70% ауа компрессорлары мен оларды автоматтандырудан келеді. Ауаны сығымдау жүйелері компрессорлардан, ауа беру жүйесінен, автоматика элементтерінен және кейде сығылған ауаны сақтау жүйелерінен тұрады. Ауа компрессорларын сатып алудың бастапқы құны айсбергтің бір бөлігі ғана. күрделі шығындар, өйткені электр энергиясы төлемдерінің жылдық сомасы компрессорлардың өздерін сатып алу құнымен салыстыруға болады. Сондықтан, қар жасайтын жүйелер үшін өнімділігі мен тиімділігі жоғары компрессорды таңдау өте маңызды. Біршама маңызды рөлАуа беру жүйелерінің герметикалығы да маңызды рөл атқарады, өйткені ол ағып кетсе, шығарылатын сығылған ауаның 20-30% жоғалуы мүмкін.
8. Құбырлар
Механикалық қар тазалау жүйелерінде бүкіл жүйенің сапасы, сенімділігі және ұзақ мерзімділігі негізінен байланысты болатын құбырларға ерекше назар аударылады. Еуропалық компаниялар көп жылдық пайдалану тәжірибесіне сүйене отырып және тау жағдайында орнату ерекшеліктерін ескере отырып, жылдамдықтың, сапаның және сумен жабдықтау шығындарының оңтайлы арақатынасын қамтамасыз ететін құбырлардың арнайы түрлерін, оларды орнату және қосу технологияларын әзірледі. жүйесі.
Мысалы:
Сыртқы және ішкі пластик жабыны бар және 30 жылдық қызмет ету мерзімі бар салыстырмалы түрде қымбат жылдам шығатын құбырларды пайдаланған кезде, жоғары сапасу, максималды жылдамдықжәне минималды құны құрылыс жұмыстарыЖәне одан әрі пайдалану, өйткені арнайы ұзақ мерзімді пайдаланудың қажеті жоқ техниктер, жоғары білікті монтажшылар, дәнекерлеушілер, тігістерді сынау және т.б.
Ең арзан дәнекерленген, ұзын және ауыр «қара» құбырларды пайдаланған кезде, олар өте өрескел жерлерде пайдалануға арналмаған (оларды орнату үлкен беткейлері бар тасты топырақта жұмыс істей алатын арнайы жабдықты, жоғары сапалы дәнекерлеудің арнайы технологияларын қажет етеді). , «зәкірлеу», монтаждау, гидрооқшаулау және т.б.) сумен жабдықтау құрылысының жалпы құнын 3-4 есеге арттырып қана қоймай, қызмет ету мерзімінің аздығына (шамамен 5 жыл) жәнесудың сапасы (тот) жалпы механикалық қар тазалау жүйесінің барлық жабдықтарының (сорғы станциялары, гидранттар, қар генераторлары) пайдалану шығындарын күрт арттырады.
Төмен бастапқы құны және қолайлы сапасы бар ең жақсы нұсқа (егер жұмыс үшін қолайлы ауа-райы жағдайлары рұқсат етілсе) жеңіл розеткамен дәнекерленген мырышталған құбырлар болып табылады. Бірақ оларды пайдаланудың орындылығы міндетті түрде әрбір нақты жағдайда рельефтің нақты жағдайларына байланысты анықталуы керек.
Жоғарыда келтірілген деректер әлеуетті инвесторлар мен заманауи тау шаңғысы орталықтарының ұйымдастырушыларын қардың механикалық жүйелерін орнату кезінде технологияға да, жүйе орнатылатын жерге де қатысты барлық факторларды ескеру қажет екеніне сендіреді деп үміттенеміз. Сонымен қатар, механикалық қар жинау жүйесін әрқашан тек кәсіпқойлар орнатуы және күтіп ұстауы керек және бұл процесте «әуесқойлыққа» жол берілмейді.
Техникалық-экономикалық ұсыныс жасауШаңғы трассасын ұйымдастырушы келесі мәліметтермен М 1:1000 немесе М 1:2000 масштабында ауданның топографиялық түсірілімін ұсынуы керек:
Қар жамылғысына жататын аумақтар;
Шаңғы трассалары мен инфрақұрылымдық ғимараттардың схемалары;
Су алу орны мен сипаты (су шығыны текше метр/сағ);
Қар қабатының қалыңдығы 30 см (әдетте 50-200 сағат) бастапқы қар жасау уақыты;
Ауа температурасы мен ылғалдылығы немесе ылғалды шам температурасы туралы деректер (жүйені маусымның басында іске қосу, маусымда жұмыс істеу үшін);
Желдің басым бағыты мен жылдамдығы туралы мәліметтер;
Жүйені автоматтандыру дәрежесі (қолмен, жартылай автоматты, толық автоматтандырылған орталықтандырылған).
Механикалық қар жинау жүйесіне КЕЗ КЕЛГЕН инвестицияны көлемі мен мерзімі бойынша жоспарлау үшін бірнеше факторларды ескеру МІНДЕТТІ, атап айтқанда:
1. Қарқынды және тиімді пайдаланылатын кез келген шаңғы кешені механикалық қар жамылғысын қажет етеді.
Тіпті бар аймақтарда жеткілікті табиғиқар жамылғысы, механикалық қар жамылғысын қолдану маусымды кем дегенде бір айға ұзартуға ғана емес, рентабельділікті арттыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар жоспарлау мен жүзеге асырудағы тұрақтылықты қамтамасыз етеді. түрлі іс-шараларжәне жарыстар, көп пайдаланылатын жолдарда тұрақты қар жамылғысының болуына кепілдік береді, мамандандырылған қар құрылымдарын (төбешіктер, кең старт-финиш аймақтары және т.б.) құруға мүмкіндік береді, бұл өз кезегінде кешеннің өтімділігін күрт арттырады. Ал «жаһандық жылыну» жағдайында механикалық қар жамылғысын қолдану ерекше өзекті болып табылады.
2. Қар түзу жүйесі күрделі инженерлік құрылымдаржәне міндетті түрде мыналарды қамтитын құрылғылар:
Суды сақтауға арналған жасанды су қоймасы (табиғи жоқ болса – көл немесе өзен);
Су қабылдағыш (су асты, ұңғыма сорғылары);
Суды сүзу жүйесі;
Қажет болған жағдайда суды салқындату жабдығы (салқындату мұнарасы немесе бір реттік салқындату);
Негізгі сорғы/компрессорлық станциялар (сорғы станциясы жылжымалы болуы мүмкін; қар жинау жүйелерінің кейбір түрлерінде компрессорлар тікелей зеңбіректерге орнатылады)
Су/ауамен жабдықтау (құбырлар, гидранттар, дренаж жүйесі)
Өлшеу жабдықтары (ауа райы және жел станциялары, қысым мен су/ауа ағынын бақылауға арналған құрылғылар және т.б.)
Қар зеңбіректері әртүрлі түрлері(ішкі және сыртқы араласқан су-ауа, желдеткіш көп саптамамен және орталық саптамамен) стационарлық немесе жылжымалы
Қар жасауды басқару жүйелері (PLC блоктары (бағдарламаланатын логикалық контроллер), басқару кабельдері немесе талшықты-оптикалық желі, орталықтандырылған басқаруға арналған ДК, радиобасқару модульдері)
Трансформаторлық қосалқы станциядан қоректендіру (мылтықтарды қосуға арналған қосқыштар, электрлік қуат кабелі).
Snowstar механикалық қар жасау жүйелері. Жобалау, орнату, жөндеу, қызмет көрсету.
Snowstar компаниясының Ресейдегі ресми өкілі Горимпекс компаниялар тобы болып табылады.
Қар зеңбірегі, сонымен қатар қар тазалағыш - жасанды қар өндіруге арналған құрылғы. Жасанды қар желдеткіш арқылы жасалған суық ауаның күшті ағынына саптамалармен шашыраған судың кішкене тамшыларынан пайда болады. Мылтық -1,5 градус Цельсийден төмен ауа температурасында жұмыс істей алады. Қар зеңбіректеріжиі тау шаңғысы курорттарында қолданылады, табиғи қар жамылғысын толықтырады немесе ауыстырады және шаңғы маусымын ұзартуға мүмкіндік береді. 
Жасанды қардың ерекшеліктері
Тау шаңғысы әуесқойлары жасанды қарды табиғи қардан төмен деп санайды. Бұл табиғи қардың қар түйіршіктерінен, ал жасанды қар әрқашан толығымен қатып қалмайтын су тамшыларынан тұратындығына байланысты болады, нәтижесінде осылай жасалған қар жамылғысының тығыздығы мен ылғалдылығы әлдеқайда жоғары болады. Жасанды қар табиғи қарға қарағанда ұзағырақ жатады, осылайша топыраққа, өсімдіктерге және жер бетінің гидрологиялық режиміне әсер етеді.
Жасанды қар лақтыру спектаклі
Өнімділік мұздатқыш қондырғының, қар тазалағыштың және механизмді басқаратын қозғалтқыштың қуатына байланысты.Қар тазалағыштың орташа өнімділігі минутына шамамен бірнеше жүз м² құрайды.
да қараңыз
|
||||||||||||||||||||||||||||||
«Қарлы зеңбірек» мақаласына пікір жазу
Қар зеңбірегін сипаттайтын үзінді
2 қыркүйекте басталған алғашқы өрттің жарқырауында әртүрлі жолдарбірге әртүрлі сезімдерментұрғындары мен шегініп жатқан әскерлер тамашалады.Сол түні Ростовтықтардың пойызы Мәскеуден жиырма мильдегі Мытищиде тұрды. 1 қыркүйекте олардың кешігіп кеткені сонша, жол арбалар мен әскерлерге толып кеткені сонша, адамдар жіберілген көп нәрсе ұмытылғаны сонша, сол түні Мәскеуден бес миль тыс жерде түнеу туралы шешім қабылданды. Келесі күні таңертең кешігіп жолға шықтық, тағы да аялдамалар көп болғандықтан, Большие Мытищиге ғана жеттік. Сағат онда ростовтықтардың мырзалары мен олармен бірге жүрген жаралылар үлкен ауылдың аулалары мен саяттарына орналасты. Адамдар, Ростовтықтардың жаттықтырушылары мен жаралылардың тәртіп сақшылары мырзаларды шығарып, түскі ас ішіп, аттарды тамақтандырып, подъезге шықты.
Келесі саятшылықта Раевскийдің жараланған адъютанты жатты, қолы сынған және ол сезінген қорқынышты ауырсыну оны тоқтаусыз аянышты еңіреуге мәжбүр етті және бұл ыңырыстар түннің күзгі қараңғылығында қорқынышты естілді. Бірінші түнде бұл адъютант Ростовтар тұрған аулада түнеді. Графиня бұл ыңыранғаннан көзін жұма алмай, Мытищиде осы жаралы адамнан алыстау үшін бұдан да нашар үйге көшкенін айтты.
Қараңғы түнде кіре берісте тұрған вагонның биік шанақтың арғы жағындағы адамдардың бірі оттың тағы бір кішкентай жарқылын байқады. Бір жарқырау ұзақ уақыт бойы көрінді және бәрі Мамоновтың казактары жағып жатқан Малые Мытищи екенін білді.
«Бірақ, ағайындар, бұл басқа от», - деді тәртіп сақшысы.
Барлығы назарын жарқырауға аударды.
«Бірақ, олар Мамоновтың казактары Мамоновтың казактарын өртеп жіберді», - деді.
Күріш. 18. Қарлы қару ESG-260
Жасанды қардың сапасына әсер ететін негізгі факторлар:
Ауа және су температурасы,
Ауаның ылғалдылығы,
Жасанды қар жүйесінің ерекшеліктері (Суды салқындату арқылы жасанды қардың өндірісі мен сапасын айтарлықтай жақсартуға болады)
Сонымен қатар, еңістің көлбеу бұрышы маңызды рөл атқарады: тау неғұрлым тік болса, бөлшектер соғұрлым алысырақ шашыратылады, сәйкесінше еңісті қар жасау тиімдірек болады.
Орташа бастапқы деңгейеңістегі қар жамылғысы 0,29–0,30 м, ауа температурасы -4 -6 С°, су температурасы +4 С°. Қар жасау үшін осындай параметрлермен шаршы метркөлбеу 0,45 текше метр қажет. су және 0,388 кВт/сағ энергия.
Жасанды қардың мөлшері мен сапасы тікелей ауа мен судың температурасына, су қысымына және т.б. Қар жабдығын пайдалану кезінде орташа температура – 1,5°С-тан -13°С-қа дейін болуы мүмкін. T = -13 C° температурада жабдық ең жоғары тиімділікпен жұмыс істейді, бірақ температура төмендесе де, қарулар жоғары сапалы жасанды қар шығаруды жалғастырады.
Қарлы зеңбіректердің классификациясы
Пропеллерлі қар мылтықтары
Пропеллерлі қар қаруының өнімділігі діңгектік қар қаруынан 5 есе жоғары
қатты желде де қар ағынын бағыттау мүмкіндігі
қардың жоғары ұшу қашықтығы
су қысымы 8-35 Бар жоғары сапалы қар
жабдық 11-ден 660 л/сек-қа дейінгі су қысымында жұмыс істейді.
Қардың сапасын автоматты түрде реттеуге болады
– 6 -7 C° жоғары өнімділік
Мылтықтар
желсіз аймақтарда/ауа райында жұмыс істеу үшін
жоғары су қысымы болған кезде (30-40 Бар)
орташа көлбеу көлбеу ені бар
жеңіл тасымалдау
қар жамылғысын жиі жаңартуды қажет ететін беткейлер үшін
Қарлы зеңбіректердің көп функционалдығы мүмкін, мысалы, қар жасау және жолды жарықтандыру жүйелерін қосуға болады. мұз жасағыштың осы түрінің артықшылығы.
Қар қаруын қолдану арқылы жасалған жоғары сапалы жасанды қардың сипаттамалары
Қардың сапасы - қызықты және даулы мәселе. Қардың салмағы (мысалы, 400-450 кг/м) қардағы судың салмағы, сонымен қатар кристалдардың тығыздығы мен құрылымының деңгейі маңызды сипаттамалар болып табылады. Қардың салмағы оның сапасының жалғыз көрсеткіші емес. Жоғары сапалы жасанды қар жасаудың маңызды көрсеткіштері:
балқытуға жоғары төзімділік
шаңғымен сырғанау кезінде еңістен төмен түспейтін қар
қар өндірісінде энергияны минималды пайдалану
Еңістегі қарды сапалы өңдеу үшін бөлшектердің ұшу қашықтығы маңызды рөл атқарады, өйткені:
тамшылардың қатуы бөлшектер ауада ұшып бара жатқанда да жалғасады
қажетті ылғалдылық деңгейімен қар шығару мүмкіндігі
мылтықтар құрғақ ауада жұмыс істей алады
Алғашқы қар «жұмсақ» болып шығады
Жұмыс принципі
1-кезең: бастапқы тамшы мөлшері 100 микрон
2-кезең: Кішкентай салқындатылған тамшылар үлкенірек тамшылармен біріктіріледі
3-кезең: тамшылар соңғы мөлшеріне жетеді, суды минималды буланумен салқындатады
4-кезең: жойылған бөлшектер біріктіріліп, мұздатылған
5-кезең: Қардың таралуы суды қоспай-ақ жүреді
Нәтиже:Қар зеңбіректерінің негізгі кемшілігі - маусымдық. Тиісінше, мұздатқыштың бұл түрін қыстан басқа жылдың кез келген уақытында пайдалану мүмкін емес. Осылайша, қар зеңбірегі нормативтік талаптарды қанағаттандырады, бірақ оны пайдалану мүлдем мүмкін емес.
Жаһандық жылынуКейбір ескі тау шаңғысы курорттарындағы маусым төрт айдан бір немесе екіге дейін қысқартылды. Еуропалық шаңғы индустриясының орталығы болып табылады деген болжамдар бар Жақын арадаАльпіден Скандинавияға ауысады. Америкалықтар қар іздеп Алясканы зерттей бастады. Болды, ары қарай барар жер жоқ. Қаруды қолдану ғана қалды. Арнайы.
Егер сіз Арктикалық шеңберден асып кетпеген болсаңыз, онда сіз өзіңіздің сүйікті курортыңызда жасанды немесе техникалық, кәсіпқойлар айтқандай, қарда шаңғы тебетін шығарсыз. Бүгінде Франциядағы Шамонистен Мәскеу түбіндегі Воленге дейінгі бірде-бір курорт арнайы қар жасайтын машиналарсыз жұмыс істей алмайды. Шаңғымен сырғанаушылардың барлығы дерлік қар зеңбіректері мен олардың жеңіл нұсқаларын - қарлы қаруларды бірнеше рет көрді. Сырттай қарағанда, қардың пайда болу процесі қарапайым көрінеді: алып желдеткіштер суықта қарға айналатын суды шашады. Бірақ бұл сырттан ғана.
Нағыз қар
Табиғи қаратмосфералық су буынан түзілген. Судың газ тәріздес түрі болып табылатын су буы конденсацияға дейін салқындаған кезде ол газ тәрізді күйден сұйық немесе қатты күйге ауысады. Бізге таныс бұлттар ауа ағындарымен оңай көтерілетіндей кішкентай болса да, конденсацияланған тамшылардан тұрады. Тамшылар тым ауыр болғанда, олар жаңбыр болып жерге түседі. Температура конденсация нүктесінен әлдеқайда төмен болса, су буы сұйық фазадан өтіп, ұсақ кристалдар түзеді. Көбінесе глобусБіз үйреніп қалған жаңбыр, таң қаларлықтай, қардан басталады, бірақ қар бүршіктері жерге жақындаған сайын еріп кетеді. Бұлттардың пайда болу биіктігінде әрқашан болады теріс температура, якут аяздарымен салыстыруға болады. Бұл фактінің қарапайым растауы - ыстық жазда бұршақ.
Дегенмен, температура мұздан төмен түскенде су автоматты түрде қатпайды. Дистилденген суды -400С жеткілікті төмен температураға дейін салқындатуға болады және ол сұйық күйінде қалады. Дегенмен, в шын өмірбұлттардағы бу 00С температурада кристалдана бастайды. Шындығында, конденсация процесі жүруі үшін суға оның молекулалары айнала алатын ұсақ бөлшектер қажет. Атмосферадағы конденсацияның мұндай орталықтары күйенің, қалалық түтіннің, бактериялардың және басқа материалдардың ұсақ бөлшектері болып табылады. Мысалы, бұлттар конденсация орталықтары қызметін атқаратын ұшақтардан арнайы реагенттерді (мысалы, күміс йодид) шашырату арқылы осылайша таралады.
Су бұлттарда кристалданған кезде ол қар бүршіктері деп аталатын таңқаларлық алты сәулелі фракталдық пішіндерді құрайды. Соғұрлым ұзағырақ уақыт өтіп жатыркристалдану процесі, снежинка үлгісі соғұрлым күрделірек. Бұлттарда бұл процесс ондаған минутты алады. Жасанды қар секундтарда пайда болады, сондықтан мұқият қараған кезде оның кристалдары сәулелік ядролары бар алтыбұрыштыларға ұқсайды және жанасу кезінде дәнді дақылдарға ұқсайды. Алайда мұндай қар табиғи қарға қарағанда баяу ериді, ал оның үстінде шаңғы басқаша сырғанайды.
Қар зеңбіректері
Бұлттарды таратуға арналған идея (жасанды конденсация орталықтарының айналасындағы судың конденсациясы) жасанды қар жасау үшін де тамаша болды. Қар өндіру үшін қолданылатын ең көп таралған кристаллизатор реагенттерінің бірі - су молекулаларын тартудың тамаша жұмысын атқаратын арнайы табиғи Snowmax ақуызы.
Қар қаруының алғашқы конструкцияларында су сығылған ауамен араласып, астындағы саптамалар арқылы шығарылды жоғары қысымқуатты желдеткіш арқылы жасалған ауа ағынына. Сығылған ауа бірден үш тапсырманы орындады: ол суды атомизациялады, пайда болған тамшыларды ауаға тастады және суды одан әрі салқындатады. Соңғы әсер адиабаталық кеңею кезінде газдардың салқындатылуына негізделген. Көмірқышқыл газы бар банканы ашуға тырысыңыз - ол бірден нөлден төмен температураға дейін суытып, қолыңызды мұздатуға қауіп төндіреді.
Бұл схеманың кемшілігі ауаның жоғары тұтынуы болып табылады. Сондықтан қазіргі заманғы қарулар екі сатылы процесте жұмыс істейді. Біріншіден, сығылған ауа мен аздаған суды араластыру арқылы кішкентай мұз кристалдары - жасанды қар эмбриондары пайда болады. Содан кейін бұл «эмбриондар» күшті желдеткіштер шашатын су ағынына түседі, олар кристалданып, тез дайын қар кристалдарын құрайды.
Айырықша ерекшелігіБарлық зеңбіректерде су-ауа қоспасын ондаған метрге лақтыратын қуатты желдеткіш бар. Мұндай ұшу кезінде жасанды қардың кристалдары қалыптасып үлгереді, ал жоғары «диапазон» үлкен аумақтарды қармен жабуға мүмкіндік береді.
Тау шаңғысы курорттарында қар қаруының тағы бір түрін – қар қаруын көруге болады. Олардың мылтықтан айырмашылығы - желдеткіштің болмауы.
Оларда қардың түзілу процесі келесідей. Бір-бірінен алшақ орналасқан ауа және бірінші су саптамалары қар кристалдары ядро түзетін қарудан 810 см қашықтықта орналасқан араластыру аймағына шектеулі мөлшерде су мен ауа береді. Бұл мини-кристалдар инерция бойынша әрі қарай жылжиды; мылтықтан шамамен 20 см қашықтықта олар су оларға жабысатын екінші саптамадан су ағынына түседі. Қардың кристалдануы кристалдар кем дегенде 4 м биіктіктен жерге еркін түскенде пайда болады.
Қар жағдайлары
Қар артиллериясының болуы қар мәселесін шешуді білдірмейді. Қардың түзілу жағдайларына да көп нәрсе байланысты, оның ең маңызды параметрлері температура мен салыстырмалы ылғалдылық (ауада іс жүзінде бар су буының қаныққан күйге сәйкес келетін су буының мөлшеріне қатынасы). Өйткені, су өзінің ішінара булануымен, яғни сұйықтықтың бір бөлігінің буға ауысуымен салқындатылады. Дегенмен, салыстырмалы ылғалдылық неғұрлым жоғары болса, булану процесі соғұрлым баяу болады, сондықтан салқындату.
Сондықтан төмен салыстырмалы ылғалдылық кезінде 00С жоғары температурада қар түзілуі мүмкін. Жоғары ылғалдылықта және температурада төмен температураларҚардың орнына тұрақты жаңбыр жаууы мүмкін.
Салыстырмалы ылғалдылық 30% болғанда, қар зеңбіректерін -10С температурада іске қосуға болады, бұл қардың қалыптасуы үшін жақсы жағдай болып саналады. Температура -6,70С-тан төмен түссе, онда сіз 100% салыстырмалы ылғалдылықта да қар жасай аласыз. -100С төмен температурада ылғалдылыққа назар аударудың қажеті жоқ.
Нақты өмірде қар жағдайы тек жолдан жолға ғана емес, сонымен қатар екі қатар арасында да өзгеруі мүмкін тұрған мылтық: қазірдің өзінде қар жасауға болады, бірақ 100 м төмен тұрған адам үшін жағдай жеткіліксіз. Бұрын қар атқыштарының жұмысын жоғары кәсіби мамандар қадағалап, қар қаруын қашан және қай жерде қосу керектігін шешетін. Енді олардың орнын мықтылар басып жатыр компьютерлік жүйелер, және қар жасау жүйелері бір ыңғайлы орталықтан басқарылады.
Мұзды ұсақтау
Зеңбірек тек қыста қар жасау үшін жарамды. Сыртта жаз болса, не істеу керек, бірақ серуендеуге барғыңыз келмесе? Соңғы уақытқа дейін жалғыз жол Оңтүстік жарты шарға немесе биік тау мұздықтарына бару болды. Бірақ ілгерілеу бір орында тұрған жоқ. Ice Crushing Systems (ICS) технологиясын ойлап тапқан Токиодан келген жапондық Piste Snow Industries компаниясының арқасында қарды +150С-қа дейінгі температурада шығаруға болады. Трансформатор кабинасынан еш айырмашылығы жоқ жапондық қондырғының ішінде су қысылған ауаның әсерінен ұнтақ болып ұнтақталған жұқа мұзға дейін қатып қалады. Сондықтан Ресейдегі ICS жүйелерін кейде мұзды ұсақтау қондырғылары деп атайды. Жасанды қардың соңғы мұз кристалдарының мөлшері микроннан 0,3 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін. Кішкентай кристалдар табиғи қарды еске түсіреді, ал үлкендері ериді. ICS жүйелері жолға жасанды қарды қолдану тәсілімен де ерекшеленеді: ол алып өрт сөндіру түтігі арқылы шашылады. Жапонияда ICS технологиясын пайдаланатын жазғы жолдар сонау 1991 жылы пайда болды (қазір 15-тен астам жапондық курорттар жыл бойы жүретін соқпақтармен жабдықталған), ал 90-жылдардың ортасында жапондық технология Еуропаға жетті. Мысалы, 1997 жылдан бері Гренобльдегі Сиг Урбан саябағында француз сноубордшылары үшін жыл бойы шаңғы тебу ICS жабдығымен қамтамасыз етілген. Заманауи көліктерсағатына 400 кВт электр энергиясын және минутына 142 литр суды жұмсай отырып, тәулігіне 150 тонна қар шығаруға қабілетті. Бұл 45 тонналық ғажайып машина шамамен миллион доллар тұрады.
Егер сіз Арктикалық шеңберден алыс жерде өмір сүрмесеңіз, онда сіз өзіңіздің сүйікті тау шаңғысы курортында эрзацта - жасанды немесе техникалық, кәсіпқойлар айтқандай, қарда шаңғы тебесіз. Бүгінгі таңда бірде-бір курорт француз шамонисынан бастап, біздің Силичиге немесе Логоиске дейін арнайы қар жасайтын машиналарсыз жасай алмайды. Сырттай қарағанда, қардың пайда болу процесі қарапайым көрінеді: алып желдеткіштер суықта қарға айналатын суды шашады. Бірақ бұл тек сырттан...
Алдымен «қар» деген не екенін анықтап алайық. Орыс тілінің сөздігінде (С.И.Ожегов) оған мынадай анықтама берілген: атмосфералық жауын-шашынмұздатылған судың кристалдары болып табылатын ақ үлпек түрінде, сондай-ақ қыста жерді жауып тұрған осы шөгінділердің үздіксіз массасы.
Нағыз қар
Табиғи қар атмосфералық су буынан түзіледі. Судың газ тәріздес түрі болып табылатын су буы конденсацияға дейін салқындаған кезде ол газ тәрізді күйден сұйық немесе қатты күйге ауысады. Бізге таныс бұлттар ауа ағындарымен оңай көтерілетіндей кішкентай болса да, конденсацияланған тамшылардан тұрады. Тамшылар тым ауыр болғанда, олар жаңбыр болып жерге түседі. Температура конденсация нүктесінен әлдеқайда төмен болса, су буы сұйық фазадан өтіп, ұсақ кристалдар түзеді. Жер шарының көп бөлігінде біз үйреніп қалған жаңбыр, таң қаларлықтай, қармен басталады, бірақ қар бүршіктері жерге жақындаған сайын еріп кетеді. Бұлттардың пайда болу биіктігінде әрқашан якут аяздарымен салыстырылатын теріс температура болады. Бұл фактінің қарапайым растауы - ыстық жазда бұршақ.
Бұлт неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суық болады. Минус 35°C төмен температурада «дрейф» болатын биік циркус бұлттары күнде жарқыраған жылтыр люстра кулондарына ұқсайтын призма кристалдарынан тұрады. Кристалдар әртүрлі пішіндеркезде қалыптасады әртүрлі температуралар. Егер бұлттағы температура минус 3 пен 0 градус аралығында болса, онда жазық алтыбұрыштар түзіледі; -5-тен -3°С-қа дейін ине тәрізді кристалдар түзіледі; -8-ден -5°С-қа дейінгі призмалық бағандар түзіледі; -12-ден -8°С-қа дейін жалпақ алтыбұрыштар қайтадан пайда болады; -16-дан -12°C-қа дейін алғашқы жұлдыз тәрізді қар түйіршіктері пайда болады. Температура одан әрі төмендеген сайын барлық түрдегі қар түйіршіктері пайда болады. Өте төмен температурада жерден жоғары суық бұлттарда пайда болған бағаналы кристалдар жылы бұлттар арқылы жерге түседі, ал жұлдыздар ұшында өсе алады. Қар ұшқыны үлкейген сайын ауырлап, жерге түседі, ал оның пішіні өзгереді. Егер қар ұшқыны құлаған кезде төбесі сияқты айналса, онда оның пішіні мінсіз симметриялы болады, бірақ егер ол бүйірден немесе басқаша түссе, онда оның пішіні асимметриялы болады. Құлаған кристалдар бір-біріне жабысып, қар түйіршіктерін құрайды. Әрбір үлкен снежинкада 2-ден 200-ге дейін қар кристалдары болады. Осылайша, қар ұшқынының пішіні оның бойымен жүруінің табиғи жазбасы болып табылады әртүрлі бұлттарәртүрлі температуралармен.
Дегенмен, температура мұздан төмен түскенде су автоматты түрде қатпайды. Дистилденген суды -40 0 С жеткілікті төмен температураға дейін салқындатуға болады және ол сұйық күйінде қалады. Алайда, нақты өмірде бұлттағы бу 0 0 С температурада кристалдана бастайды. Өйткені, конденсация процесі жүруі үшін суға оның молекулалары айнала алатын ұсақ бөлшектер қажет. Атмосферадағы конденсацияның мұндай орталықтары күйенің, қалалық түтіннің, бактериялардың және басқа материалдардың ұсақ бөлшектері болып табылады. Мысалы, бұлттар конденсация орталықтары қызметін атқаратын ұшақтардан арнайы реагенттерді (мысалы, күміс йодид) шашырату арқылы осылайша таралады.
Кристалданған бұлттағы су әртүрлі алты сәулелі фракталдық пішіндерді құрайды. Және одан да көп ұзақ уақытКристалдану процесі жүріп жатқанда, қар ұшқынының үлгісі күрделене түседі. Бұлттарда бұл процесс ондаған минутты алады. Жасанды қар секундтарда пайда болады, сондықтан мұқият қараған кезде оның кристалдары сәулелік ядролары бар алтыбұрыштыларға ұқсайды және жанасу кезінде дәнді дақылдарға ұқсайды. Алайда мұндай қар табиғи қарға қарағанда баяу ериді, ал оның үстінде шаңғы басқаша сырғанайды.
Жасанды қар
Жасанды қар жасау техникасы өткен ғасырдың 50-жылдарында АҚШ-та жасалып, патенттелген. Бірақ ол тек 70-жылдары ғана нақты дамуға ие болды. Қазіргі уақытта тау шаңғысы курорттарының барлығы дерлік азды-көпті қарды жасанды түрде шығарады.
Ол үшін арнайы «қар қарулары» - қар генераторлары қолданылады. Қарға арналған мылтықтардың үш түрі бар: ішкі аралас қарға арналған мылтықтар, көбінесе «қар мылтықтары» немесе «мұнаралар» деп аталатын сыртқы аралас қар мылтықтары және желдеткішпен басқарылатын қар мылтықтары — «қар мылтықтары».
Ішкі араласуы бар қар жасаушы- Бұл қар тапаншасының саптамасының ішкі камерасында су мен ауаны араластыратын жүйе. Су мен сығылған ауа қоспасы саптамадан шыққанда, бұл қоспаның кеңеюі және термодинамикалық салқындату әсері (0 ° C төмен) пайда болады. Кішкентай су тамшылары қатып, микрокристалдар түзеді, олар өз кезегінде одан әрі кристалдардың түзілу (ядролану) орталықтарына айналады. Мұндай нуклеация орталықтарында (ядроларда) үлкенірек тамшылардан қар түйіршіктері түзіледі.
Сыртқы араласуы бар қар жасаушы- Су-ауа жүйесінің тағы бір түрі. Ондағы қардың түзілу процесі келесідей. Аралық ауа және бірінші су саптамалары қар кристалының ядролары пайда болатын қарудан 8-10 см қашықтықта орналасқан араластыру аймағына шектеулі мөлшерде су мен ауа береді. Бұл мини-кристалдар инерция бойынша әрі қарай жылжиды; мылтықтан шамамен 20 см қашықтықта олар су оларға жабысатын екінші саптамадан су ағынына түседі.
Қардың кристалдануы кристалдардың жерге еркін түсуі кезінде болады. Сондықтан мұндай қондырғылар, әдетте, 4-10 метр биіктіктегі жеңіл (әдетте алюминий) және ұзын (он метрге дейін) құбыр-шыбықтың жоғарғы ұшына орнатылады. Иә, иә, бұл еңістің бүйір жиегіне тұрақты орнатылатын бірдей «крандар». Менің ойымша, оларды бәрі көрді.
Желдеткіш қар тазалағыш- Арнайы компрессормен сығылған ауаның орнына су тамшыларының суспензиясын қалыптастыру үшін қуатты желдеткіш арқылы ауа беру жүйесі. Бұл жағдайда тамшылар ауада айтарлықтай салқындату үшін жеткілікті уақыт қалады және қарға айналады.
Ерте қар тапаншасының конструкцияларында су сығылған ауамен араласып, жоғары қысымды саптамалар арқылы қуатты желдеткіш арқылы жасалған ауа ағынына шығарылды. Сығылған ауа бірден үш тапсырманы орындады: ол суды атомизациялады, пайда болған тамшыларды ауаға тастады және суды одан әрі салқындатады. Соңғы әсер адиабаталық кеңею кезінде (есіңізде болсын мектеп физикасы) газдар салқындатылады. Көмірқышқыл газы бар банканы ашуға тырысыңыз - ол бірден нөлден төмен температураға дейін суытып, қолыңызды мұздатуға қауіп төндіреді.
Бұл схеманың кемшілігі ауаның жоғары тұтынуы болып табылады. Сондықтан қазіргі заманғы зеңбіректер екі сатылы процесте жұмыс істейді және ядролық (ядролық) құрылғылармен жабдықталған.
Қуатты желдеткіш саптамалары бар негізгі және ядролық сақиналар арқылы қозғалатын үздіксіз ауа ағынын жасайды. Оларда сығылған ауа мен аздаған суды араластыру арқылы ұсақ мұз кристалдары – жасанды қар эмбриондары түзіледі. Содан кейін бұл «эмбриондар» күшті желдеткіштер шашатын су ағынына түседі, олар кристалданып, тез дайын қар кристалдарын құрайды. Желдеткіш пен сақиналардың арасында генератор корпусына ішкі жағынан бекітілген пышақ тақталары бар. Олар қоспаның барлық компоненттерін жақсы араластыруға ықпал етеді.
Барлық зеңбіректердің айрықша ерекшелігі - су-ауа қоспасын 60 метрге дейінгі қашықтыққа лақтыратын қуатты желдеткіш. Мұндай ұшу кезінде жасанды қар кристалдары қалыптасып үлгереді, ал жасанды қар жасау жүйесінің өзі желді ауа райында жұмыс істей алады және 15-тен 60°-қа дейінгі айналу бұрышында берілген бағытта қарды шашыратады. Бұл жұмсақ және күрделі тік бағыттарды жылдам жасауға мүмкіндік береді.
Бұл қарулар ұқсайды ұшақ қозғалтқыштары, сыртқы түрі өте әсерлі. Бірақ олардың техникалық артықшылықтары да бар. Олардың біріншісі - кіріс су қысымының кең ауқымында тиімді жұмыс істеу мүмкіндігі. Бұл зеңбіректердегі судың кристалдану принципі су-пневматикалық зеңбіректердегідей емес. Табиғи салқындату арқасында кристалдануға дайын «мылтықтар» ауа мен судың пропорционалды қоспасын шашып жатқанда, желдеткіш пистолет басқаша жұмыс істейді. Қалақшалармен айдалатын ауаның көлемі су көлеміне қатысты шамадан тыс (пропорция 1:600-ден асады), сондықтан саптамалармен шашыраған микротамшылар қоршаған ортаның төмен температурасына байланысты емес, өткір ауа температурасына байланысты бірден қатып қалады. ауаның кеңеюі кезінде қысымның төмендеуінен туындаған ағынның температурасының төмендеуі.
Сұрақ туындауы мүмкін: Неліктен терезенің сыртында минусты күту керек? Тек жаңа туған қар ұшқыны жерге жетпей еріп кетпеуі үшін.
«Желдеткіштердің» екінші маңызды артықшылығы - сығылған ауа тұрғысынан олардың тәуелсіздігі. Және бұл мүмкіндіктер бірге желдеткіш мылтықтардың басты артықшылығын - олардың жоғары ұтқырлығын тұжырымдауға мүмкіндік береді. Әдетте, өздігінен жүретін немесе сүйрейтін жылжымалы вагондарға орнатылады, олар көлбеудің дәл сол бөлігін қармен жабуға мүмкіндік береді. Ең жақын гидранттарға қосылу икемді шлангтармен жүзеге асырылады.
Бірақ егер желдеткіш зеңбіректер соншалықты жақсы болса, неге олар мұнараға орнатылған әріптестерін еңістерден қуып жібермеді? Жауап айтарлықтай жоғары энергия тұтынуда және желдеткіш құрылғылардың күрделі дизайнында, бұл қондырғылардың өздері де, олардың жұмысы да жоғары құнын анықтайды. Жалпы, «желдеткіш» жасанды қар «мұнара» жасанды қарға қарағанда қымбатырақ. Сондықтан, стационарлық мылтық орнату мүмкін жерде біз әрқашан «мұнараларды» көреміз.
Қар жағдайлары
Қар артиллериясының болуы барлық қар мәселесін шешуді білдірмейді. Қардың түзілу жағдайларына да көп нәрсе байланысты, оның ең маңызды параметрлері температура мен салыстырмалы ылғалдылық (ауада іс жүзінде бар су буының қаныққан күйге сәйкес келетін су буының мөлшеріне қатынасы). Қар жасау соғұрлым жақсы болады, ауа температурасы соғұрлым төмен және оның ылғалдылығы төмен болады. Өйткені, су өзінің ішінара булануымен, яғни сұйықтықтың бір бөлігінің буға ауысуымен салқындатылады. Дегенмен, салыстырмалы ылғалдылық неғұрлым жоғары болса, булану процесі соғұрлым баяу болады, сондықтан салқындату.
Сондықтан төмен салыстырмалы ылғалдылық кезінде қар түзілу процесі 0 0 С жоғары температурада мүмкін. Жоғары ылғалдылықта және төмен температурада қардың орнына қарапайым жаңбыр жаууы мүмкін.
Салыстырмалы ылғалдылық 30% болғанда, қар зеңбіректерін -1 0 С температурада іске қосуға болады, бұл қардың қалыптасуы үшін жақсы жағдай болып саналады. Температура –6,7 0 С-тан төмен түссе, сіз 100% салыстырмалы ылғалдылықта да қар жасай аласыз. Температура –10 0 С-тан төмен болса, ылғалдылыққа мүлдем назар аударуға болмайды.
Қар жасау кезінде осы факторларды ескеру үшін «дымқыл термометр» деп аталатын құрылғы қолданылады.
Ылғалды шамның температурасы - бұл қоршаған ортамен жылу алмасудың барлық процестері аяқталғанда қол жеткізілетін қар тапаншасының саптамаларынан шығатын микротамшылар температурасы. Батыс Еуропа елдерінде орнатылған барлық автоматты жүйелер (соның ішінде суды басқару) әдетте -4°C ылғалды шамда қар шығара бастайды. Жоғары температурада қар өндіру өнімсіз және негізсіз қымбат деп саналады. Испания мен Португалия сияқты Еуропаның жылы аймақтарындағы бірнеше курорттар ғана -2°C ылғалды шамдармен қар жасай бастайды, өйткені таңдау жоқ.
Шынайы өмірде қар жағу шарттары тек жолдан трекке ғана емес, сонымен қатар жақын маңдағы екі зеңбірек арасында да әр түрлі болуы мүмкін: біреу қазірдің өзінде қар жасай алады, бірақ 100 м төмен тұрған адам үшін жағдай жеткіліксіз.
Айтпақшы, ақпарат үшін: беткейлерде қар жастықшасының ең төменгі бастапқы деңгейі 0,29-0,30 м.Сонымен қатар, ол мүмкіндігінше тығыз болуы керек. Ауа температурасы -4 -6 С° және су +4 С° болғанда бір шаршы метр беткейде қар жасау үшін шамамен 0,45 текше метр қажет. су және 0,388 кВт/сағ электр энергиясы. Қар генераторларының максималды тиімділігіне -13 C° ылғалды термометр шамасында қол жеткізіледі.
Бұған дейін қарға арналған қарулардың жұмысын еңістерде жоғары кәсіби мамандар қадағалап, қар қаруын қашан және қай жерде қосу керектігін шешетін. Қазір олардың орнын қуатты компьютерлік жүйелер басып жатыр, зеңбіректерге портативті метеостанциялар орнатылды, қар құрғату жүйелері бір ыңғайлы орталықтан басқарылады.
Жазғы қар
Зеңбірек тек қыста қар жасау үшін жарамды. Сыртта жаз болса, не істеу керек, бірақ сіз жай ғана атқа мінгіңіз келе ме? Әрине баруға болады Оңтүстік жарты шарнемесе биік таулы мұздықтарға немесе кейбір жабық кешенге бұрғылау. Бірақ ілгерілеу бір орында тұрған жоқ. Ice Crushing Systems (ICS) технологиясын ойлап тапқан Токиодан келген жапондық Piste Snow Industries компаниясының арқасында қарды +15 0 С-қа дейінгі температурада алуға болады. Израильдік IDE Technology компаниясы да осы бағытта жұмыс істейді. . Оның дамуы туралы мақаладан оқи аласыз «Жазғы қар. Жаңа технологиялар.»
PS:Бұл мақаланы жасау кезінде www.snowgun.com, www.snowmakers.com, www.popmech.ru, www.skisport.ru, www.topgunsnowguns.com, www.myneige.us, www. lenkosnow.ru, www.aquaexpert.ru, сондай-ақ қар генераторын өндірушілердің каталогтары.
http://www.skisport.ru
Жүктелуде...
