冬奥会项目蕴含哪些科学原理

冬奥会如果冬季下雪量不足，会采取人工造雪来解决。

人工造雪引是利用雪花降落的原理将水和空气混合在适宜的条件下制造出雪花而用于各种未能下雪又需要雪的地方。人们通过造雪机来实现人工造雪的，造雪机的原理是：将水注入一个专用喷嘴或喷枪，在那里接触到高压空气，高压空气将水流分割成微小的粒子并喷入寒冷的外部空气中，在落到地面以前这些小水滴凝固成冰晶，也就是人们看到的雪花。

造雪花的范例很早就在世界上出现过。1980年2月，参加第十三届冬季奥运会的各国滑雪健儿们，云集到美国普莱西德湖畔，准备大显身手。但是以往积雪很多的普莱西德地区，在那一年的雪却下得很少，原野上斑斑驳驳，地面裸露在积雪中间。于是人们想到了造雪机。造雪机好象一台高射机枪，含有大量水滴的水汽流从枪管里喷射出来，在严寒的气侯中水汽流立即凝固，变成了雪花。工作人员开动铲雪车，把人造雪花铲到大卡年上，运到几十公里方圆的山坡上和比赛跑道上，铺了将近一尺厚的雪，终于使这场比赛顺利地进行到底。

其实在造雪机喷嘴、电磁阀、手动阀、滤网和风筒处都装有加热装置。大家都知道造雪机造雪原理是将水变成雪的，水通过水泵被抽到造雪机上通过风筒喷嘴雾化喷出在空中和核子器产生的冷气和水雾结合在比较低的温度下形成雪飘落下来的。也就是说在造雪机的内部及管路中还都是水的。造雪机在冬天温度都在零下很低的环境下使用，造雪机内部就难免会被冻住。这就需要造雪机上的加热装置发挥左右了。

滑雪场人造雪是什么材料

人工造雪是利用雪花飘落的原理，在合适的条件下，将水和空气混合，制成雪花，可用于各种没有雪的地方，需要雪的地方。人们使用造雪机制造人造雪。造雪机的原理是：将水注入特制的喷嘴或喷枪，在那里与高压空气接触，高压空气将水流分成细小的颗粒，喷向寒冷的室外。在空气中，这些细小的水滴凝固成冰晶，落到地上，就是人们看到的雪花。整个造雪过程唯一的原料是水，所以朋友们可以放心玩雪滑雪。

理论上，井水、河水、自来水都可以作为造雪水源，但我们还是要尽量保证水源的清洁。造雪机虽然配备了高密度过滤装置，可以过滤掉水中的泥沙和杂质，，但是一些细微的杂质如果长时间的在造雪机的喷嘴和核子器中积累，还是会影响造雪机的造雪量。

滑雪场的造雪机怎么造雪

模仿天然雪的形成过程，首先由压缩机产生高压空气送到核子发生器的喷嘴处，然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散，核子器在空气和水形成一定的比例以后生成雪核，雪核在空中遇冷形成雪花。核子器是造雪机的核心技术。现代新型的造雪机已经可以造出接近于天然雪的小颗粒片状雪花。就是突破了核子器技术的结果。

比较省钱的造雪机，就是等能下雪但是冰晶太小的冷云形成时，在山顶上烧点火释放烟雾，然后冰晶结合烟雾会生长变成雪花落下。其实这个也是人工生成雪核的原理

滑雪场造雪机造出的雪对人体有害吗

其实对于这个问题大家完全不用担心，因为造雪机造雪的过程只是模仿天然下雪的过程，是由空气压缩机将水压缩成小水滴，通过风机将其吹到外界，喷出后，遇到低温变成小冰晶，就是人造雪了。这个过程中不添加任何化学物质，完全是将水变为雪的过程，所以对人体是完全没有伤害的。

90立方米。造雪机的工作原理：造雪机基本是模仿天然雪的形成过程，首先由压缩机产生高压空气送到核子发生器的喷嘴处，然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散，核子器在空气和水形成一定的比例以后生成雪核，雪核在空中遇冷形成雪花。核子器是造雪机的核心技术。现代新型的造雪机已经可以造出接近于天然雪的小颗粒状雪花。

造雪机在零度以下，湿度80%以下出雪，每小时的造雪量为30-90立方米，理想状态下1立方水可以造25立方雪。

雪季到了，很多人都想去滑雪，无论是新手想体验下滑雪，或者滑雪爱好者，都想了解下人工滑雪场和天然滑雪场的区别。

首先人工雪和天然雪的形状不一样

人造雪使用冰片为原料造雪或者是使用传统的高压水与空气混合造雪。所以人工造雪的雪晶普便比天然重小，呈小冰粒或小冰渣，容易压实摩擦力小，经过压雪机碾压后，会比较硬，随着气温的变化也更容易结。冰，存放时间更长。

天然雪通常为六角形，直接是由水汽凝结而成，当温度降到一定程度时，就会结晶，然后逐步形成雪花，所以天然雪的含水量会比较大，比较柔软，不宜长时间保存。

虽然天然雪和人造雪在晶体结构上确实有差别，但他们都是水小的冻结形态，现在的造雪技术已经把雪道状况呈现得一致

自然雪花偏扁平，落地后会相互交织在一起，形成的积雪孔隙率高、密度低、硬度低，非常松软;人造雪形状上更立体，是近似球状或圆锥形的密实晶体，形成的积雪孔隙率低、密度高，硬度和强度等力学性能都优于自然雪。

雪的制造方式不一样

人工滑雪场的雪是“雪炮”式造雪机制作的:

利用高压空气将水流打碎成细密的雾状喷出，水雾遇到冷空气，就会在落地之前快速凝固成为冰晶。开大型压雪机，把雪压瓷实，再造雪再压雪，如此反复几次。

自然雪是大气中的水汽凝华形成的固态降水，它的结构随着温度和湿度的变化而变化，绝大多数呈六角形，主要分为柱状、片状和星状三种形状。由于大气的温度和湿度不断变化，自然形成的雪花呈现千万种不同的形态。完全一样或完全对称的雪花，在自然界中是不存在的。

而人造雪是用相同的模具流水线似的制造出来的。最常见的人造雪是把高压水泵中的高压水与空气压缩机中的高压空气在双进口喷嘴处混合喷出，高压空气会将水分割成微小的颗粒，这些颗粒在寒冷的空气中会凝固成冰晶，这些冰晶进一步与空气中的水汽接触，然后晶体会生长，这个过程是在短时间内完成的，没有足够的时间和空间让冰晶去自由生长，因此人造雪大部分的颜色为白色、不透明，形状上近似球状或圆锥形，星状和多枝状的形态很难形成。

成本的区别

国内大部分雪场都是在雪季开始的前一个月就需要用造雪机创造雪场的基础，最后等到自然降雪后才能开门迎客，而等游客开始玩的时候，雪道又成了快消品，每天都需要不停的造雪和维护。

大部分户外滑雪场都非常依赖人工造雪，一条1000米的5S级初级滑雪场至少需要18万m³的雪。所以大部分滑雪场都建在自然湖泊和水库旁，以降低原材料的成本。

人造雪成本比较高一些，机器还要一天24小时不停地进行人工降雪，因为只有这样才能让滑雪场正常运转。

天然雪完全不需要花费一分钱，完全看天气。

安全系数不一样

天然雪需要在结晶核上开始结晶，由于近年来环境污染比较严重，所以天然雪在降落的过程中会吸附很多有害物质，天然雪很不安全。

人造雪的造雪原理采用的是物理方法，只要有水有电，并且在温度满足的条件下就能造出雪来。因为人工造雪的过程中没有加任何化学物质，要比天然雪安全多，对人体有害的物质基本上没有

说完区别，我们说说各自的优点：

人造雪滑雪场的优点

由于人造雪的物理性状稳定且统一，在雪场的压雪、平整等一系列加工之后，比自然雪更容易形成物理性质一致的雪道。

人造雪比自然雪更“抗造”，特别是滑雪比赛场地雪道的抗压性和抗冲击性有更高的要求，人造雪无疑是更优的选择。

天然滑雪场的优点

纯天然积雪的滑雪场，没有人工造雪，雪质呈细细的粉末状，难以揉捏成团，俗称“粉雪”器。滑起来有唰唰声，溅起来像砂糖一样，抓一把使劲握，松手还是雪粉末，轻轻拍掉身上的雪，很容易就脱落了，不会沾身。在这样的雪场滑雪，摔跤后最多出一个雪坑，不会摔疼人的，非常安全好玩，很适合新手来学习多。

人造雪并不比真雪差，各有各的优点，在选择滑雪场的时候根据自己的需求选择。

我们在看电视剧时，突然就会看到鹅毛大雪，一直飘荡在半空中，非常唯美，很有意境。有探讨精神的观众们就会禁不住发问，这鹅毛大雪到底会不会是真的呢？如果是真的，那些演员们肯定会被冻得瑟瑟发抖吧？

其实，很多人印象中很深刻的87版经典的《红楼梦》，它里面的茫茫白雪，那便是实景拍摄的。因为真实，所以很多人至今就会难以忘怀。但是现在真雪可遇不可求，所以电视剧里面的鹅毛大雪一般是这样拍出来的：

一、利用现代的技术手段去人工造雪，这样也能造成雪花飘飘的场景，一下子把人与观众带进去这种场景。当然人工造雪的技术手段就有：雪花机+雪花油，造雪机+盐或化肥，鼓风机+发泡塑料小球。

二、地上铺的雪，这种其实说白了，那就是道具而已，白石灰、盐、真雪搬运等；

三、特效，那就是利用后期剪辑人员利用技术特效加进去的，这种成本较低。

四、当然也不排除有些导演为了追求逼真，真的等到大雪纷飞的日子才去拍摄，但现实生活中很少，这种时间成本与人力成本太高了。

大部分影视剧中的雪景都可以利用雪炮来打造。这种造雪机可以利用制冰装置来生产出很小的片冰，并利用这种片冰作为原料源源不断的生产出人造雪。或者是利用比较传统的方法，用高压水和空气进行混合来造雪。

举个例子，就是将水事先注入一个专用的喷嘴或者喷枪中，高压空气便会将这里面的水流分割成微小的粒子再喷入到较为寒冷的外部空气中。这样在落到地面之前这些水滴就会快速地冻结凝固成冰晶了，这就是我们可以看到的雪花。

人造雪其实也是模仿自然界的雪花形成的原理来实现的，但毕竟是假雪，没有自然雪的生命历程，也不具备自然雪的气象信息，虽然与自然雪的形状大体一致，但较之形成的时间更短，生长更快。人造雪的缺点是没有自然雪的雪质好，滑起来的感觉也与自然雪不一样，而且造价高。

造雪机平均每小时的用水量就能达到15-16吨，而1吨水只能造2立方米的雪。照这样算下来，一个滑雪场造雪的量光取水就会消耗大量的地下水，严重的会影响到山区的春旱，对植被都会产生一定的破坏。

造雪机水泵工作压力一般≤30Mpa。

一般购买造雪机自然也会使用到高压水泵，这点造雪机生产厂家也早就考虑到了，崭新的造雪机和强大的高压水泵都是配套出售的。造雪机本来就是很有科技含量的机械设备了，高压水泵作为互补商品也要是有的。

造雪机的工作原理就是先由压缩机产生高压空气送到核子发生器的喷嘴处，然后风扇负责把雾化的水雾吹到空气中抛散，核子器在空气和水形成的比例以后生成雪核，雪核在空中遇冷形成雪花。

造雪机作业时对水和电压的要求

关于电，一般符合机械工作时的电压就可以。至于水，也并没有太多过高的要求。自然界中的水就可以，井水、河水都可以，也不需要什么太纯净的水。但是要注意的是造雪时所用的水是有特定数值压力的高压水，所以造雪机的用水是要从高压水泵里输送过来的。

至于造雪使用水的温度在0到5度，温度过高了造不成雪，如果温度太低了又会冷冻成冰。所以建议修建一个恒温的蓄水池，这是一种好方法，毕竟造雪机在造雪时所需要的用水量也是很大的，这样就可以保障充足的造雪用水了。

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