房间里,雪从巨大的机器前喷射而出,成片落下,形成一堆堆的雪,穿着厚厚防寒服的人们穿梭在雪堆间,忙碌着……
这幕场景,发生在yl7703永利官网造雪实验室里。
2月4日,北京冬奥会正式开幕。出于赛事需要,多处比赛场地都需要造雪机来进行人工造雪,例如滑雪场地、雪橇场地、雪车场地,等等。
在冬奥会开始之前,国家就以研究、优化造雪机为主题,组织多家单位合力研发“多地域气候条件下高效智能造雪机研发及应用示范”课题,其中,上理工承担造雪过程多相态变化机理及成雪条件研究,改进造雪机中的核心部件造雪核子器,其研究成果用来为接下来的其他子课题“铺路”。
“我们学校内部即有一个造雪实验室,因此顺理成章地包揽了课题研究中的大部分实验内容。”带队教授、yl7703永利官网副校长张华表示,2020年10月项目启动,一年多的时间里,上理工团队和项目组已经开过十几次会议,共同探讨如何优化造雪机。
带队教师、能源与动力工程学院老师赵巍如是讲述造雪机的造雪过程:“造雪机状似大炮,后面有个风扇,‘炮筒’上铺开一圈核子器和喷嘴,大约有几十个,用来促进冰雪成核。在核子器内部,气体和液体经过高压混合后,喷射出去,形成雾化的效果,最终在空气中结晶。核子器雾化得越细腻,成雪质量越高。”
据了解,一个冬奥会比赛场地中,每隔十几米就会铺设一个造雪机,这些造雪机经过一夜的造雪,就会形成赛事所需要的雪状场地,为比赛提供场地条件。
“实验工作量大,环境恶劣,我们团队工作很辛苦,特别是六名研究生,他们几乎每天都会来造雪实验室做实验。”赵巍表示,这些学生十分刻苦认真,为了减少冷风对造雪机产生的影响,他们会举着挡风板,“人肉”站在冷风机风口前,在零下十五度的冷风中,经常会被吹得瑟瑟发抖。
“大家从早上八点来到实验室,晚上八点才会离开,一天要工作十二个小时,都全心全意地扑在课题研究上。”赵巍介绍说。
在长达一年多的时间里,上理工团队面临了不少挑战,也攻克了不少技术难关。
“例如,一开始,系统里的稳压管的气压不稳,导致喷射出的气压和水压不够稳定,我们就不断尝试、挑战,直到最终形成非常稳定的水压和气压;再如,在测量方面,我们要测量雪的粒径,要测量雪的形貌,这些都是难关,但我们也最终挑战成功了;我们还不停测试了不同环境温度、水压、气压状态下成雪质量,最终通过一系列实验,得到最优数据结果。”赵巍告诉周到君,上理工团队进行了多次核子器造雪实验,分析了核子器成雪条件、造雪质量、雪晶形态及粒径分布等随地域气候条件及运行参数的变化规律,对造雪机核子器气水比调配优化提供了实验数据支撑。
“虽然很辛苦,但是想到能为提高我国造雪机水平做贡献,还是很有成就感的。希望冬奥会最终取得圆满成功!”张华如是说。
来源:周到 记者:乔一萌
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