[发明专利]一种覆雪模型冰盖的制备方法

权利要求书

1.一种覆雪模型冰盖的制备方法，包括下列步骤：

1)按照1.3%-1.7%的质量配比，在冰池内放入水和尿素，制成均匀的尿素水溶液；

2)配制造雪水溶液，尿素浓度为0.4-0.6%；

3)降温造冰，并在模型冰盖厚度生长至5mm厚度时，开始进行造雪工作；

4)造雪操作时需要两名工作人员相互配合，一名工作人员负责手持高压水喷枪并手动开启喷枪，另一名工作人员负责手持高压气喷枪并手动开启喷枪，两名工作人员操作位置距池内冰面应保持在2m以上；高压水喷枪连接在额定功率为1.5～2.5kw的小型高压水泵的出水口处，喷枪最大孔径应控制在2mm以下，高压气喷枪通过口径为1.5mm的吸水软管连接在额定功率为5～8kw的高压气泵的出气口，气喷枪的吸水软管长度不应超过10cm，高压水泵和高压气泵从各自的进水口吸取造雪水溶液；

5)进行一级雾化：将高压水泵的出水压力调整至200～300kPa，出水流量调整至1～1.5L/min，启动高压水泵，15s后开启高压水喷枪，样造雪水溶液在遭遇高压空气前就已被初次雾化为颗粒直径小于2mm的水雾；

6)进行二级雾化：在开启高压水喷枪约5s后启动高压气泵，高压气泵的出气压力应维持在600～700kPa，这样初次雾化的水颗粒在高压气体的冲击下会被再次分割为直径在0.05～0.1mm水平上的微小颗粒，而结晶后的晶体尺寸则可控制在0.1～0.2mm范围内；

7)采用自由凝结和飘散方法，控制人造雪层密实度：高压气喷枪喷嘴在造雪过程中要保持与垂直方向夹角为40°～50°的姿态，并保证沿水池长度与宽度方向均匀喷洒，经过两级雾化的水颗粒在冰池实验室的顶层空间内就形成了自由的飘散状态，而在室内低温的作用下，水颗粒的在自由降落的过程中迅速凝结为冰晶，并逐层均匀的覆盖在模型冰盖上，形成与天然降雪层相一致的密实度；

8)在冰盖上的覆雪厚度达到试验既定目标值后，关闭高压水泵与高压气泵；

9)回温：在模型冰达到预设冰厚之前，提前关闭制冷机。

2.根据权利要求1所述的覆雪模型冰盖的制备方法，其特征在于，步骤2）按下列步骤实施：

1)室内降温：将制备覆雪模型冰盖的冰池设在一个在三维方向上均设置保温层的密闭空间里，称此密闭空间为冰池实验室，在冰池实验室外的制冷压缩机将制冷剂压缩至密闭室内的冷风机中，而后通过冷风机组向冰池实验室内吹送冷风，形成室内降温过程。

2)喷雾引晶：当水温降低至冰点但尚未冻结之前，清除水中个别生成的大量晶粒及碎小冰块，取用与水池浓度相同的尿素水溶液，将其温度调整至10～15℃，停止冷风机组运转，随后利用20-22个大气压的压力通过直径小于2mm的微孔把这些尿素水溶液喷射到冰池上空，被喷向冰池上空的、充分雾化的微粒水滴形成微冰晶粒，并自由散落在冰池水面上，生成冰晶核，并且以次为核心引晶生冰；

3)喷雾引晶完成后，继续对实验室内的空气进行降温，冰晶体开始不断自上而下生长，待模型冰盖厚度生长至5mm厚度时，开始进行造雪工作。