[发明专利]人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法

说明书

本发明公开一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法，所述发生装置包括冷水储箱、制冷循环器、供水增压泵、空压机、喷嘴、核子器、温度探针、光源、高速摄像机、相位多普勒分析仪发射装置和接受装置等；所述冷水储箱水量由补水管电磁阀控制；所述冷水储箱水温由制冷循环器控制；所述喷嘴进水孔流量和压力由第一电动调节阀和供水增压泵变频调速器组合控制；所述核子器进水孔流量和压力由第二电动调节阀和供水增压泵变频调速器组合控制；所述核子器进气孔流量和压力由气体流量调节阀和空压机变频调速器组合控制；所述光源和高速摄像机对立设置，相位多普勒分析仪发射装和接受装置对立设置，可移动至喷雾射程不同位置测量流体性能。

技术领域

本发明涉及人工造雪技术领域，具体涉及一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法。

背景技术

冰雪产业的发展离不开人工造雪技术的创新，其中提高最常用的内混型室外造雪机的造雪效率是关键。内混型室外造雪机造雪的核心部件是喷嘴和核子器，喷嘴内流体为单液相高压冷水，核子器内流体为液相高压冷水和气相压缩空气的混合物，喷嘴喷射的流体为雾状液滴，核子器喷射的流体为雾状晶核，雾状液滴和雾状晶核发生碰撞后吸附成雪。雾状液滴和雾状晶核的喷射特性如流动速度、粒径大小、雾幕角度等影响了成雪效率，而喷嘴、核子器的内流体特性和内部结构是影响其喷射特性的决定性因素，为了开发高效雾化的喷嘴、均匀核化的核子器，首先应对喷嘴和核子器的喷射特性进行精确地定量测试。

然而，目前对人工造雪喷嘴和核子器喷射特性的评判是以实际造雪机产品的造雪量来综合判断的，即通过更换不同型号的喷嘴、核子器后的造雪量来间接分析喷射性能的优劣，更多地是经验性分析，难以获得内流体和结构特征对喷嘴、核子器的喷射特性如流动速度、粒径大小、雾幕角度、碰撞成雪等的影响，且目前尚无专门针对人工造雪领域内喷嘴和核子器喷射性能进行测试的装置和测试方法。因此，本发明提出了一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法。

发明内容

针对上述人工造雪领域缺少精确的喷雾和核化测试装置和测试方法，本发明的目的在于提供一种人工造雪喷雾和成核发生装置、控制方法及测试方法，该装置由冷水储箱、补水管电磁阀、制冷循环器、供水增压泵、空压机、喷嘴、核子器、温度探针、光源、高速摄像机、相位多普勒分析仪发射装置和接受装置等组成，可对冷水储箱水量、水温、喷嘴和核子器的进水流量和压力、核子器进气流量和压力进行全自动化控制，并可对喷嘴雾化液滴和核子器雾化晶核进行可视化测量，不仅可以对比不同工况下喷嘴、核子器喷射性能，且对比不同型号喷嘴、核子器喷射性能。

为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种人工造雪喷雾和成核发生装置，包括冷水储箱1，自来水经冷水储箱1顶部连接的补水管流入冷水储箱1内部，补水管上设置有补水管电磁阀2；冷水储箱1内部的自来水经冷水储箱1底部连接的出水管与制冷循环器5的蒸发器进行换热，出水管上设置有冷却循环泵3和冷却泵止回阀4，被蒸发器冷却的自来水经冷水储箱1顶部连接的回水管流回冷水储箱1内部；环境空气与制冷循环器5的冷凝器进行换热；冷水储箱1设置有热电偶6，冷水储箱1设置有液位压力传感器7；冷水储箱1内部冷水经冷水储箱1底部连接的出水总管流出，出水总管上设置有供水增压泵8和供水增压泵止回阀9，供水增压泵8连接有供水增压泵变频调速器13；出水总管在供水增压泵止回阀9后分为两条支路；部分冷水增压后经第一冷水支路流入多个喷嘴12形成雾状液滴，第一冷水支路上设置有第一电动调节阀14、第一液体流量计15、第一水温传感器16和第一水压传感器17，第一水压传感器17安装于第一冷水支路最末端；另一部分冷水增压后经第二冷水支路流入多个核子器18的进水孔，第二冷水支路上设置有第二电动调节阀24、第二液体流量计25、第二水温传感器26和第二水压传感器27，第二水压传感器27安装于第二冷水支路最末端；空压机10连接有空压机变频调速器19，环境空气被空压机10压缩后进入空气过滤器11过滤杂质，压缩空气经空气支路流入多个核子器18 的进气孔，与冷水混合后形成雾状晶核，空气支路上设置有气体流量调节阀20、气体流量计21、空气温湿度传感器22和气压传感器23；