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人工造雪主降温区影响因素模拟研究

论文作者宋文昊，吴海峰，徐荣吉，张博文，王瑞祥杂志期数2025年11月刊
关键词 人工造雪； 主降温区； 降温范围； 降温幅度
作者单位北京建筑大学 北京市建筑能源高效综合利用工程技术研究中心， 北京 100044
采用数值模拟方法，研究水滴粒径范围、送风速度、环境相对湿度、水滴质量流量、风筒仰角、环境温度对人工造雪主降温区降温范围、降温幅度以及主降温区与造雪机距离的影响。流场域温度分布与水蒸气质量分数分布相似，且温度较低的区域水蒸气质量分数较高，验证，温度降低是由水滴蒸发吸热造成的。水滴粒径在0~100 μm、50~150 μm变化时，对主降温区几乎无影响。随着水滴粒径增大，降温幅度、降温范围均减小，主降温区逐渐靠近造雪机。粒径小于150 μm的水滴扩散性强，更易实现蒸发降温，有利于形成局部低温的成雪区域。主降温区降温范围随送风速度增大而增大，主降温区逐渐远离造雪机，降温幅度变化不明显。主降温区降温幅度随环境相对湿度减小而增大，主降温区与造雪机距离、降温范围变化不明显。较低的环境相对湿度更有利于水滴蒸发降温，形成更佳的局部成雪区域。随着水滴质量流量增大，主降温区逐渐靠近造雪机，降温幅度先增大后减小，降温范围变化不明显。水滴质量流量为20~36 t/h时降温效果最佳。增大风筒仰角使降温范围缩小，降温幅度变化不明显。风筒仰角30°、45°时，降温范围、降温幅度接近。随着风筒仰角增大，主降温区逐渐远离造雪机。较小的仰角，虽然在一定程度上可以增大降温范围，但由于水滴下落时间较短，水滴与空气的换热时间较短，造成蒸发效果变差。较大的仰角可使蒸发降温效果增强，但降温范围缩小。主降温区的降温幅度随环境温度升高而减小。当环境温度为273.15 K时，主降温区最低温度为267.93 K。当环境温度为278.15 K时，主降温区最低温度为273.80 K。说明当环境温度稍低于273.15 K时，即可通过水滴蒸发吸热实现局部成雪。
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