可以容纳的最大表面雪是什么?

Question

我知道这取决于类型的雪(干或湿)和rougness的表面。我在找一个近似的经验法则的回答。假设合理的表面光滑,在什么角度可能不下雪了?

谷歌搜索结果只讨论雪和斜坡滑雪和屋顶的上下文不屈服。显然,雪安全的屋顶(60 +度)仍将积累几英寸的雪。

例如,想象一个三明治板的迹象。最低的“正直”,它不会被雪和保持全年可读?

Answer 1

最低的“正直”,它不会被雪和保持全年可读?

这个问题的答案是没有角。再多的数学将会给你一个角度,你可以合理地推测表面依然清晰。雪能(和)积累在垂直甚至负面倾斜的表面。而不是思考角度,你应该考虑所涉及的材料和条件。

有很多因素决定雪是否会坚持,但是一些最突出:

1. 一个表面和大气之间的温度差异:

   尤其明显的表面的附件,如车辆或建筑内部温度使表面与环境同步。您可能会注意到雪收集车的垂直玻璃表面一侧的窗户。这将是更明显的汽车停在充满热空气开始下雪。温暖的玻璃会融化最初的雪花。湿表面最终将冻结给网纹表面新雪花坐在代替滑动。

   同样适用于对象后,保留热或冷与热质量空气温度的突然变化。

2. 表面粗糙度等属性。

   如果连几个雪花找到购买在一个表面上,更会找到一种方法来建立和掩盖你的表面。这是更重要的比角。

3. 大气湿度和雪花形成的本质。

有效地保持表面清楚应该①光滑,②迅速适应当前空气温度,传热,③庇护从接触雪下降。甚至公路迹象是光滑、垂直和薄金属只有有效地保持清晰和在一些地区会有屋檐保护他们免受一些降雪。

Answer 2

一个对象在一个角表面脱落,沿着山坡当力(引力,表面的切线:gt)是大然后那些紧迫的对象斜率(重力、垂直于斜坡,gp)或在斜坡上的相反方向(摩擦,fr美元)。

作为一个例子,10美元\ \ mathrm{厘米}$雪,表面上了1米0.5:

• 0.1美元\ * 0.5 \ * 1 = 0.05 \ \ mathrm {m ^ 3} $的雪,重量大约0.05美元\ \ mathrm {m ^ 3} \乘以300 \ \ mathrm {\ dfrac{公斤}{m ^ 3}} $(雪密度= 300美元\ \ mathrm {\ dfrac{公斤}{m ^ 3}} $) = 15美元\ \ mathrm{公斤}$。
• 重力施加= 9.81美元\ \ mathrm {\ dfrac {m} {s ^ 2}} \乘以15 \ \ mathrm{公斤}= 147 \ \ mathrm {N} $。
• 摩擦力fr = 147美元\ \ mathrm {N} \ * 0.53美元(作为一个下界猜,看到的链接)= 77.91美元\ \ mathrm {N} $。

雪会脱落如果医生> fr美元,这发生在一个角美元\ arcsin {\ dfrac {fr} {gp}} = 32 ^{\保监会}$。

重新计算的高摩擦系数(1.76美元),结果在雪地里甚至脱落如果表面是垂直的。

我认为你已经指出了最大的问题:任何估计都是严重依赖于接触表面,类型的雪和其他条件(温度、风力等)。我没有做一次彻底的环顾四周,但是从这一篇文章中列出的摩擦系数,我只能猜测你会有各种各样的范围,使一个经验法则困难。

Answer 3

回答这个问题有太多变量数学。

在实际意义上,避免雪近乎垂直的表面上温柔地加热。

例子:现代LED交通信号灯可以被雪眼镜,因为他们在低功率比老式的白炽灯,损失的热量要低得多。因此新的led冷雪和不能软化和驱动比稍微温暖filament-based灯。

Answer 4

下界的32°角角度给出答案的@Pytrik提醒我“典型”休止角对于大多数材料,特别是土壤和岩石。

休止角的定义是,

最陡下降或下降角相对于水平面堆积的材料不会下滑。

休止角与雪实验:粒形和凝聚力的作用剑桥大学出版社2020年5月27日发表。

雪粒子的形状、温度和是否他们的凝聚力和雪烧结所有因素为雪休止角对于一个给定的一组条件。

在实验中,我们观察到颗粒形状和凝聚力的重要影响,与这两个因素都增加了休止角。形状的影响是通过检查不同类型和球形粒子,雪和凝聚力,被认为是造成烧结,研究通过改变温度。较薄雪粒子明显比球形颗粒形成大角度。更具体地说,形状参数越小,更大的休止角。凝聚力的影响是可以忽略不计的温度低于−22°C,但随着温度的增加增加−2°C。

是观察到的休止角增加了更多的雪粒子的形状偏离一个球体。基本上,雪粒子越高越角休止角。

当谈到烧结的影响,休止角……

在更高的温度,增加15 -−−5之间,更在5和−−2°C之间。

通常情况下,讨论了烧结摩擦紧密联系,构成另一个冰与温度有关的过程。然而,休止角的作用还不清楚。虽然是针对摩尔-库仑理论的关键参数,这是通常用于休止角的理论分析(MCGlinchey、参考McGlinchey2005),其他的研究得出这样的结论:摩擦起着普遍的作用在粒子形状和凝聚力,,因此可以忽略(诺瓦克和其他人来说,参考诺瓦克,Samadani和Kudrolli2005)。

下面的图片是来自这篇文章。粒子有一个平滑的形状的休止角较低;蓝线的底部设置一个休止角大约20°。角的形状颗粒越多,休止角越高;休止角的黄色和绿色线40°30°左右,取决于温度。在这两种情况下,休止角随温度增加。

雪可以存款在垂直表面会显示雪粒子角和一定程度的烧结。