Snølaboratoriet

Snølaboratoriet


Snølaboratoriet

NTNU Snølaboratoriet er et avansert laboratorium for å studere forskjellige tekniske problemer knyttet til snø og is.

Kjernen i anlegget er to walk-in kjølerom, vår skreddersydde snømaskin "LUMI" og en åtte meter lang høyhastighets friksjonsmåler. 

Laboratoriet er utstyrt med et høyhastighetskamera og diverse utstyr for karakterisering av snø- og isoverflater. Laboratoriet brukes hovedsakelig til PhD- og MSc-forskningsprosjekter.
 


Laboratoriefasiliteter

Laboratoriefasiliteter


Optisk mikroskop

Optisk mikroskop

Med vårt Olympus SZX16 stereomikroskop kan vi studere og dokumentere snø og iskrystaller i detalj. Mikroskopet er utstyrt med kamerarør med standard Canon-feste og med et lysstadium for krysspolarisert lysbilder. Vi har også en kald lyskilde med optiske guider for overført lysbilder.  
 


Kalorimeter

Kalorimeter

Vi har utviklet vårt eget kalorimeter for kjemikalier for av-isning av veier og rullebaner. Inne i den isolerte 500 ml reaktoren kan vi utføre smelteeksperimenter mens vi har kontroll på varmestrømmene. Dette har blitt brukt til å bestemme både smelteevne og smeltehastighet for forskjellige av-isere. Kalorimeteret bremser vippende frem og tilbake, og gir kan sammenlignes med en tørketrommel som ikke genererer betydelige mengd varme, og forhindrer lagdeling av is/ avisingsvæskeblandinger på grunn av tetthetsforskjeller. Et Labview-basert kontrollsystem regulerer kraften til det elektriske varmeapparatet og måler temperaturene inne i reaktoren og temperaturgradienten gjennom isolasjonen.


Gel-sight

Gel-sight

Målinger av overflateruhet på komprimert snø og is er veldig utfordrende. Snøens lave styrke forhindrer ofte ødeleggelse under standard profilometermålinger, og den gjennomsiktige naturen begrenser anvendeligheten til praktisk talt alle optisk baserte overflatemeteografiteknikker. Den siste investeringen vår er en bærbar GelSight-overflatesurhetssensor. GelSight overvinner problemet med transparens ved å trykke en veldig myk gel oppå snøen. Bunnen av gelen er belagt, slik at overflatetopografi og bilder med standard synlig lys. 


Snømaskin LUMI

Snømaskin LUMI


I snømaskinen LUMI produserer vi snø på en måte som er veldig lik snøvekstprosessen i skyer. Ved temperaturer på rundt -20 ° C fordamper vi vann i vannbad og blåser kald luft over det. Dette fører til at luften blir overmettet med vanndamp. Denne overmettede luften ledes inn i et voksende kammer der snøkrystaller vokser på et plastbelagt rutenett. Med jevne mellomrom settes rutenettet inn i vibrasjoner, og snøkrystallene faller ned i et oppsamlingsbrett. Resultatet er en veldig lett dendrittisk snø (tetthet 50-75 kg / m3) som ligner veldig på naturlig fallet snø.


Høyhastighets friksjonsmåler og høyhastighetskamera

Høyhastighets friksjonsmåler og høyhastighetskamera

Høyhastighets friksjonsmåler (tribometer) er et spor der en vogn kan akselerere opp til 10 m/s ved hjelp av en kraftig servomotor. Vognen kan levere vertikal belastning (downforce) opp til 1500 N, og vi har forskjellige oppsett for å måle friksjonskraften til glidere (for eksempel på ski) eller hjul (sykkelhjul, friksjonstestingsdekk). Andre mulige modelloppsett er snøploger, frirullende dekk og slipespredere.

Høyhastighetskamera
Med vårt Phantom VEO 410L høyhastighets kamera kan vi lage "slow motion" opptak av veldig raske prosesser. Med våre “kalde lys” LED-spotlights har vi klart å filme med 2000 bilder per sekund uten å varme opp snøen betydelig.


Kjølerom

Kjølerom

Våre to kjølerom gir god temperaturkontroll mellom -30 ° C og + 30 ° C. Temperaturstabiliteten på et enkelt punkt er innenfor ± 0,5 ° C. Inngangsrommet gjør det mulig å komme inn i kjølerommene uten å forstyrre temperaturen eller fuktigheten noe særlig, og det doble / tredoble kjølesystemet sørger for konstante temperaturer også under avriming av luftkjølere. Vindhastigheten generert av viftene er under 0,3 m / s, og gir rolige vindforhold.


Nano2glide

Nano2glide

Skisport er svært vktig for Norge. Vi hører stadig toppidrettsutøvere uttale seg om gode eller dårlige ski etter fullførte renn, noe som betyr at de opplevde lite eller mye friksjon mellom ski og snø. God glid er en av mange suksessfaktorer i kampen om medaljer, og er resultatet av 1) skiens konstruksjon, 2) overflatestrukturen av skisålen, og 3) smøreproduktet (glideren).I Nano2Glide jobber forskere ved NTNU og SINTEF sammen med skiprodusenten Madshus, skismøringsprodusent BRAV (SWIX), IDT Solutions og Olympiatoppen for å finne de beste løsningene til det nye konseptet. Ved å anvende avanserte nanoteknologiske teknikker, skal vi skape et fluorfritt konsept som kan konkurrere i toppsegmentet, og samtidig være anvendelig i breddeidretten. Les mer på prosjektets hjemmesider

 

Friksjonsmåling av ski på snø