Планирование подводного газа

Декомпрессионное погружение может потребовать использования более одной газовой смеси.

Автономная резервная подача газа в баллоне пони

Резервный клапан будет держать немного воздуха в резерве, пока клапан не откроется.

Большинство дайверов-любителей полагаются на своего напарника, который в чрезвычайной ситуации подает воздух через второй регулирующий клапан.

Планирование подводного газа - это аспект планирования погружения, который имеет дело с расчетом или оценкой количества и смесей газов, которые будут использоваться для запланированного профиля погружения . Обычно предполагается, что профиль погружения, включая декомпрессию, известен, но процесс может быть итеративным, включая изменения профиля погружения в результате расчета потребности в газе или изменения выбранных газовых смесей. Использование рассчитанных запасов, основанных на запланированном профиле погружения и предполагаемых темпах потребления газа, а не на произвольном давлении, иногда называют управлением донным газом.. Целью газового планирования является обеспечение того, чтобы при всех разумно предсказуемых непредвиденных обстоятельствах у водолазов команды было достаточно газа для дыхания, чтобы безопасно вернуться в место, где имеется больше газа для дыхания. Практически во всех случаях это будет поверхность. ^[1]

Газовое планирование включает следующие аспекты: ^{[2] : Раздел 3}

• Выбор дыхательных газов
• Выбор конфигурации акваланга
• Оценка количества газа, необходимого для запланированного погружения, включая донный газ, газ для путешествий и газы для декомпрессии , в зависимости от профиля. ^[1]
• Оценка количества газа на разумно предсказуемые непредвиденные обстоятельства. При стрессе у дайвера, вероятно, увеличится частота дыхания и уменьшится скорость плавания. Оба эти фактора приводят к более высокому потреблению газа при аварийном выходе или подъеме. ^[1]
• Выбор баллонов для перевозки необходимых газов. Каждый объем баллона и рабочее давление должны быть достаточными для содержания необходимого количества газа.
• Расчет давления для каждого из газов в каждом из баллонов, чтобы обеспечить требуемые количества.
• Определение критических давлений соответствующих газовых смесей для соответствующих этапов (точек маршрута) запланированного профиля погружения.

Газовое планирование - один из этапов управления аквалангом. Другие этапы включают: ^{[2] : Раздел 3 [1]}

• Знание норм потребления газа людьми и членами команды в различных условиях
  • базовое потребление на поверхности в зависимости от рабочей нагрузки
  • изменение расхода из-за изменения глубины
  • вариации в потреблении из-за условий погружения и личного физического и психического состояния
• Контроль содержимого баллонов во время погружения
• Осведомленность о критических давлениях и их использование для управления погружением
• Эффективное использование доступного газа во время планового погружения и во время чрезвычайной ситуации
• Снижение риска неисправностей оборудования, которые могут вызвать потерю дыхательного газа

Выбор дыхательного газа [ править ]

Выбор дыхательного газа для подводного плавания осуществляется из четырех основных групп.

Воздух [ править ]

Воздух является газом по умолчанию для большинства рекреационных погружений на мелководье, а в некоторых частях мира он может быть единственным легкодоступным газом. Он находится в свободном доступе, неизменно высокого качества и легко сжимается. Если бы не было проблем, связанных с использованием воздуха для более глубоких и продолжительных погружений, не было бы причин использовать что-то еще.

Ограничения на использование воздуха:

• воздействие азотного наркоза на глубинах более 30 м, но зависит от конкретного дайвера.
• ограничения на погружение без декомпрессионных остановок и продолжительность декомпрессии из-за растворения азота в тканях организма.

Эти ограничения могут быть смягчены использованием смесей газов, специально предназначенных для дыхания под давлением.

Найтрокс [ править ]

Чтобы уменьшить проблемы с декомпрессией, возникающие из-за высокого парциального давления азота, которому дайвер подвергается при дыхании воздухом на глубине, кислород может быть добавлен вместо некоторого количества азота. Полученная смесь азота и кислорода известна как нитрокс. Следы аргона и других атмосферных газов считаются несущественными. ^{[3] [4] : гл. 3}

Найтрокс - это смесь азота и кислорода. Технически это может включать гипоксические смеси найтрокса, где газовая доля кислорода меньше, чем в воздухе (21%), ^{[4] : гл. 3,} но они обычно не используются. Под найтроксом обычно понимают воздух, обогащенный дополнительным кислородом. Газовая доля кислорода может составлять от 22% до 99%, но чаще она находится в диапазоне от 25% до 40% для донного газа (вдыхаемого во время основной части погружения) и от 32 до 80% для декомпрессионных смесей. ^[2]

Смеси на основе гелия [ править ]

Гелий - это инертный газ, который используется в дыхательных смесях для дайвинга, чтобы уменьшить или устранить наркотическое действие других газов на глубине. Это относительно дорогой газ и он имеет некоторые нежелательные побочные эффекты, поэтому он используется там, где он значительно повышает безопасность. Еще одна желательная особенность гелия - низкая плотность и низкая вязкость по сравнению с азотом. Эти свойства уменьшают работу дыхания ^{[5] [6],} что может стать ограничивающим фактором для дайвера на экстремальных глубинах. ^{[2] : Раздел 1 [7] [6] [8]}

Нежелательные свойства гелия в качестве компонента дыхания газа включают в себя высокую эффективность передачи тепла , ^[9] , который может охладить водолаза быстро, ^[10] и тенденцию к утечке более легко и быстро , чем другие газы. Смеси на основе гелия не следует использовать для надувания сухого костюма. ^{[2] : Раздел 1 [6]}

Гелий менее растворим, чем азот, в тканях организма, но из-за его очень малой молекулярной массы 4 по сравнению с 28 для азота, он диффундирует быстрее, как описано законом Грэма . Следовательно, ткани быстрее насыщаются гелием, но также и быстрее обесцвечиваются, если можно избежать образования пузырьков. Декомпрессия насыщенных тканей будет происходить быстрее для гелия, но для ненасыщенных тканей может потребоваться больше или меньше времени, чем при использовании азота, в зависимости от профиля погружения. ^[6]

Гелий обычно смешивают с кислородом и воздухом для получения ряда трехкомпонентных газовых смесей, известных как тримиксы . Кислород ограничен ограничениями токсичности, а азот ограничен допустимым наркотическим действием. Гелий используется для создания остальной смеси ^{[2] : Раздел 2,} а также может использоваться для уменьшения плотности, чтобы уменьшить работу дыхания. ^[8]

Кислород [ править ]

Чистый кислород полностью устраняет проблему декомпрессии, но токсичен при высоких парциальных давлениях , что ограничивает его использование при погружениях на небольшие глубины и в качестве декомпрессионного газа. ^{[4] : разд. 16–2}

100% кислород также используется для пополнения кислорода, используемого дайвером в ребризерах с замкнутым контуром , для поддержания заданного значения - парциального давления кислорода в контуре, которое электроника или дайвер поддерживает во время погружения. В этом случае реальная дыхательная смесь зависит от глубины и состоит из смеси разбавителя и кислорода. Разбавитель обычно представляет собой смесь газов, которую при необходимости можно использовать для спасения. В ребризере используется относительно небольшое количество разбавителя, так как инертные компоненты не метаболизируются и не выводятся в окружающую среду, пока дайвер остается на глубине, а повторно вдыхаются повторно, теряясь только во время всплытия, когда газ расширяется обратно пропорционально давление, и его необходимо сбросить для поддержания правильного объема в контуре. ^{[3] :Раздел 17–2}

Выбор подходящей газовой смеси для дыхания [ править ]

Состав смеси газов для дыхания будет зависеть от ее предполагаемого использования. Смесь должна быть выбрана так, чтобы обеспечить безопасное парциальное давление кислорода (PO ₂ ) на рабочей глубине. В большинстве погружений используется одна и та же смесь для всего погружения, поэтому состав будет выбран таким, чтобы воздухопроницаемый на всех запланированных глубинах. Могут быть проблемы с декомпрессией. Количество инертного газа, которое будет растворяться в тканях, зависит от парциального давления газа, его растворимости и времени, в течение которого он дышит под давлением, поэтому газ может быть обогащен кислородом для снижения требований к декомпрессии.

Расчет состава [ править ]

Закон Генри гласит:

При данной температуре количество газа, которое может раствориться в жидкости, прямо пропорционально парциальному давлению газа.

При непродолжительных погружениях PO ₂ может быть увеличено до 1,2–1,6 бар. Это уменьшает PN ₂ и / или PHe и сокращает требуемую декомпрессию для данного профиля.

Вдыхание воздуха на глубину более 30 метров (100 футов) (давление> 4 бар) оказывает сильное наркотическое действие на дайвера. Поскольку гелий не обладает наркотическим действием, этого можно избежать, добавляя к смеси гелий, чтобы парциальное давление наркотических газов оставалось ниже изнурительного уровня. Это зависит от дайвера, и гелиевые смеси требуют значительных затрат, но повышенная безопасность и эффективность работы в результате использования гелия могут окупить затраты. Другой недостаток смесей на основе гелия - повышенное охлаждение дайвера. Сухие костюмы не следует надувать смесями, богатыми гелием.

За исключением гелия и, вероятно, неона, все газы, которыми можно дышать, обладают наркотическим действием, которое усиливается с повышением парциального давления ^[13], при этом известно, что кислород оказывает наркотическое действие, сопоставимое с действием азота. ^[14]

Пример: выберите газовую смесь, подходящую для погружения с отскоком на 50 метров, где PO ₂ должен быть ограничен до 1,4 бара, а эквивалентная наркотическая глубина до 30 метров:

Давление на глубине 50 м = 6 бар

Требуемое PO ₂ = 1,4 бара: Фракция кислорода FO ₂ = 1,4 / 6 = 0,23 = 23%

Требуемая эквивалентная наркотическая глубина (END) = 30 м.

Эквивалентное давление воздуха на 30 м = 4 бар

Следовательно, PHe на расстоянии 50 м на смеси должен быть (6-4) бар = 2 бар, поэтому FHe составляет 2/6 = 0,333 = 33%.

Остальные (100– (33 + 23)) = 44% будут азотом.

Полученная смесь представляет собой тримикс 23/33 (23% кислорода, 33% гелия, остаточный азот).

Это оптимальные значения для минимизации декомпрессии и затрат на гелий. Более низкая фракция кислорода была бы приемлемой, но была бы недостатком для декомпрессии, а более высокая фракция гелия была бы приемлемой, но стоила бы дороже.

Плотность газа можно проверить на максимальной глубине, поскольку это может существенно повлиять на работу дыхания. Чрезмерная работа дыхания снизит резервные возможности дайвера, чтобы справиться с возможной чрезвычайной ситуацией, если потребуется физическая нагрузка. Предпочтительная максимальная плотность газа 5,2 грамм / литр и максимальная плотность газа 6,2 грамм / литр рекомендуются Энтони и Митчелл. ^[8]

Расчет аналогичен расчету массы газа в баллонах .

Выбор конфигурации акваланга [ править ]

Открытый контур против ребризера [ править ]

Количество газа, необходимое для погружения, зависит от того, какое подводное снаряжение будет использоваться с открытым, полузамкнутым или замкнутым контуром. Дайвинг с открытым контуром выбрасывает весь вдыхаемый газ в окружающую среду, независимо от того, сколько он был полезен дайверу, тогда как система с полузамкнутым или замкнутым контуром удерживает большую часть вдыхаемого газа и восстанавливает его до пригодного для дыхания состояния, удаляя отходы. диоксид углерода и доведение содержания кислорода до подходящего парциального давления. Акваланги с замкнутым и полузамкнутым контуром также известны как ребризеры . ^{[15] [2]}

Заднее крепление против бокового крепления [ править ]

Другой аспект конфигурации акваланга - это то, как дайвер несет первичные баллоны. Две основные схемы - это установка сзади и установка сбоку. ^[15]

Крепление на спине - это система, при которой один или несколько баллонов прочно прикреплены к привязи, обычно с курткой или крылом компенсатора плавучести, и переносятся на спине дайвера. Заднее крепление позволяет собирать цилиндры вместе как двойные, или для особых обстоятельств, поездок или квадроциклов. Это высокопрофильная конструкция, которая может не подходить для некоторых участков, где дайверу необходимо проходить через низкие отверстия. Это стандартная конфигурация для любительского дайвинга с одним или двумя баллонами, а также для технических погружений в открытой воде. ^{[15] [2]}

Боковое крепление подвешивает основные цилиндры к привязи по бокам дайвера: обычно используются два цилиндра примерно одинакового размера. Аналогичным образом могут быть присоединены дополнительные баллоны декомпрессии. Метод переноски цилиндров, подвешенных по бокам ремня безопасности, известный как строп, аналогичен и отличается в деталях. ^[15]

Переноска дополнительных баллонов для декомпрессии или спасения [ править ]

Обычно используемые конфигурации для нескольких баллонов заключаются в том, чтобы переносить нижний газ в установленных сзади баллонах достаточного общего объема, будь то коллекторные или независимые, а другие смеси - в стропах, прикрепленных к бокам привязи дайвера на D-образных кольцах. , или для перевозки всех газов в боковых баллонах. Декомпрессионный газ, если он отличается от газа, используемого для основной части погружения, обычно переносится в одном или нескольких баллонах, подвешенных к сбоку на привязи дайвера с помощью зажимов. Таким образом можно носить несколько баллонов для экстремальных погружений. ^{[15] [2]}

Обвязки с боковым креплением требуют, чтобы баллоны переносились отдельно прикрепленными к привязи по бокам дайвера. Таким образом, опытные участники сайдмаунта могут нести 6 алюминиевых 80 цилиндров, по 3 с каждой стороны. ^[15]

Дайвер должен уметь точно идентифицировать газ, подаваемый любым из нескольких регулирующих клапанов, которые требуются для этих конфигураций, чтобы избежать потенциально фатальных проблем кислородного отравления, гипоксии, азотного наркоза или отклонения от плана декомпрессии, которое может произойти, если несоответствующий газ используется. ^[15] Согласно одной из конвенций, газы, богатые кислородом, располагаются вправо. ^[16] Другие методы включают маркировку по содержанию и / или максимальной рабочей глубине (MOD) и идентификацию на ощупь. Часто несколько или все эти методы используются вместе. ^[15]

Аварийный газ для конфигурации, установленной сзади, может переноситься различными способами в аварийном баллоне . Самый популярный из них - это строп-цилиндр, пони-цилиндр, прикрепленный к основному заднему цилиндру, или в небольшом цилиндре (запасной воздух), поддерживаемом карманом, прикрепленным к компенсатору плавучести. ^[15] Когда более одного баллона одной и той же смеси устанавливаются сбоку, неиспользуемые баллоны функционируют как аварийные комплекты, при условии, что они содержат достаточно газа, чтобы безопасно доставить дайвера на поверхность.

Падение цилиндров [ править ]

Если маршрут погружения ограничен или может быть надежно спланирован, баллоны с декомпрессионным газом могут быть сброшены по маршруту в тех точках, где они понадобятся при возвращении или подъеме. Цилиндры обычно прикрепляются к дистанционной линии или линии выстрела, чтобы их было легко найти и они не потеряли. Эти баллоны обычно содержат газовую смесь, близкую к оптимальной для той области погружения, в которой они предназначены для использования. Эта процедура также известна как постановка , а цилиндры тогда известная как стадия цилиндры , но этот термин этап цилиндр стал общим для любого цилиндра осуществляется на стороне водолаза в дополнении к нижнему газу. ^{[15] [2]}

Расчет количества газа (метрическая система) [ править ]

Расход газа зависит от атмосферного давления, частоты дыхания и продолжительности сектора погружения в этих условиях. ^[17] Атмосферное давление напрямую зависит от глубины. Это атмосферное давление на поверхности плюс гидростатическое давление при 1 бар на 10 м глубины.

Дыхательный минутный объем [ править ]

Минутный объем дыхания (RMV) - это объем газа, который дышит дайвером за минуту. Для работающего коммерческого дайвера IMCA предлагает RMV = 35 л / мин. Для экстренных случаев IMCA предлагает RMV = 40 л / мин ^[10] RMV декомпрессии обычно меньше, так как дайвер обычно мало работает. Для оценки времени погружения можно использовать меньшие значения. Дайвер может использовать измеренные значения, рассчитанные для него / себя, но значения наихудшего случая следует использовать для расчета критического давления для поворота или всплытия и для спасения, поскольку RMV дайвера обычно увеличивается с стресс или напряжение. ^[4]

Норма расхода газа [ править ]

Норма расхода газа (Q) в открытом контуре зависит от абсолютного давления окружающей среды (P _a ) и RMV.

Расход газа: Q = P _a × RMV (литры в минуту)

Доступный газ [ править ]

Доступный объем газа в баллоне - это объем, который можно использовать до достижения критического давления, обычно известного как резерв. Значение, выбранное для резерва, должно быть достаточным для дайвера, чтобы совершить безопасное всплытие в неоптимальных условиях. Может потребоваться подача газа второму водолазу (дыхание напарника). Доступный газ может быть скорректирован по давлению на поверхности или указан для заданного давления на глубине.

Доступный газ при атмосферном давлении:

V _{доступно} = V _{установлено} × (P _старт - P _резерв ) / P _окруж.

Где:

V _набор = объем набора цилиндров = сумма объемов цилиндров с коллектором

P _start = Пусковое давление комплекта цилиндров

P _резерв = резервное давление

P _ambient = давление _{окружающей} среды

В случае поверхностного давления: P _окруж. = 1 бар, и формула упрощается до:

Доступный газ при поверхностном давлении: V _{доступно} = V _{установлено} × (P _старт - P _резерв )

Доступное время [ править ]

Время, в течение которого дайвер может работать на доступном газе (также называемом выносливостью), составляет:

Доступное время = Доступный газ / RMV

Доступный газ и RMV должны соответствовать глубине или оба скорректированы с учетом давления на поверхности.

Оценка потребности в газе для дайв-сектора [ править ]

Расчет потребности в газе для погружения можно разбить на более простые оценки потребности в газе для секторов погружения, а затем сложить вместе, чтобы указать потребность для всего погружения.

Сектор погружения должен быть на постоянной глубине, иначе можно оценить среднюю глубину. Используется для получения давления окружающей среды в секторе ( _сектор P ). Продолжительность сектора (T _сектор ) и RMV водолаза для сектора (RMV _{сектора} ) также должна быть оценена. Если все требования к объему газа в секторе ( _сектор V ) рассчитываются при приземном давлении, они могут быть добавлены напрямую позже. Это снижает риск путаницы и ошибки.

После выбора этих значений они подставляются в формулу:

V _сектор = RMV _сектор × P _сектор × T _сектор

Это свободный объем газа при атмосферном давлении. Изменения давления ( & Dgr ; P _цил ) в цилиндре , используемого для хранения этого газа зависит от внутреннего объема цилиндра (V _цил ), и рассчитывается с использованием закона Бойл :

δP _цил = V _сектор × P _атм / V _цил (P _атм - 1 бар)

Минимальное функциональное давление [ править ]

Регуляторы дыхательного газа будут эффективно работать до давления в баллоне, немного превышающего расчетное межступенчатое давление. Это давление можно назвать минимальным функциональным давлением в цилиндре. Оно будет меняться в зависимости от глубины, поскольку номинальное межступенчатое давление является дополнительным к давлению окружающей среды.

Это не означает, что весь оставшийся газ нельзя достать из баллона; скорее, регулятор будет выполнять часть его менее эффективно, чем задуманная работа дыхания, а остальное - только при понижении давления окружающей среды. В большинстве конструкций регуляторов дайверу придется преодолевать большее давление открытия, чтобы открыть регулирующий клапан, и скорость потока будет уменьшена. Эти эффекты усиливаются при уменьшении межкаскадного давления. Это может дать дайверу предупреждение о том, что подача газа из этого баллона будет временно прекращена. Однако, по крайней мере, в одной конструкции регулятора, как только межступенчатое давление будет достаточно снижено, надувной сервоклапан второй ступени сдувается и эффективно блокирует открывающийся клапан нагрузки,позволяя остаточному газу уйти до тех пор, пока давление в баллоне не упадет примерно до давления окружающей среды, после чего поток остановится до тех пор, пока давление окружающей среды не снизится за счет подъема на меньшую глубину.

Значение межкаскадного давления 10 бар плюс атмосферное давление является подходящей оценкой минимального функционального давления для большинства целей планирования. Это значение будет меняться в зависимости от глубины, и регулятор, который прекратил подачу дыхательного газа, может подавать немного больше газа по мере снижения давления окружающей среды, позволяя сделать еще несколько вдохов из баллона во время всплытия, если газ израсходован во время погружения. Количество газа, доступного таким образом, зависит от внутреннего объема баллона.

Критическое давление [ править ]

Критические давления (P _{критические} или P _{критические} ) - это давления, ниже которых нельзя опускаться во время данной части запланированного погружения, поскольку они обеспечивают подачу газа на случай чрезвычайных ситуаций.

Резервное давление [ править ]

Резервное давление - пример критического давления. Это также известно как критическое давление всплытия , поскольку оно указывает количество газа, необходимое для безопасного всплытия, с учетом конкретных непредвиденных обстоятельств, перечисленных в плане погружения.

Другое критическое давление [ править ]

Критическое давление также может быть указано для начала погружения и для разворота, когда прямой всплытие невозможно или нежелательно. Их можно назвать критическим давлением спуска или критическим давлением для профиля погружения , а также критическим давлением выхода или критическим давлением разворота .

Расчет критических давлений [ править ]

Критическое давление рассчитывается путем сложения всех объемов газа, необходимых для частей погружения после критической точки, и для других функций, таких как надувание костюма и контроль плавучести, если они подаются из одного набора баллонов, и деления этого общего количества. объем по объему набора цилиндров. К этому значению добавляется минимальное функциональное давление, чтобы получить критическое давление.

Пример: критическое давление спуска:

Газ необходим для спуска		175	литры
Газ, необходимый для контроля плавучести	+	50	литры
Требуется газ для нижнего сектора	+	2625	литры
Газ, необходимый для подъема	+	350	литры
Газ, необходимый для декомпрессионных остановок	+	525	литры
Газ, необходимый для надувания БК на поверхности	+	20	литры
Общее потребление газа, запланированное для погружения		3745	литры
÷ Объем набора (2 х 12 литров)	÷	24	литры
Давление, необходимое для подачи газа		156	бар
+ Минимальное функциональное давление	+	20	бар
Критическое давление спуска		176	бар

Это погружение не следует предпринимать, если доступно менее 176 бар. Обратите внимание, что резерв на непредвиденные расходы не создавался.

Влияние изменения температуры на давление [ править ]

При проверке критических давлений следует учитывать температуру газа.

Критическое давление для подъема или поворота будет измеряться при температуре окружающей среды и не требует компенсации, но критическое давление для спуска может быть измерено при температуре, значительно превышающей температуру на глубине.

Давление следует скорректировать до ожидаемой температуры воды с помощью закона Гей-Люссака .

Р ₂ = Р ₁ × (Т ₂ / Т ₁ )

Пример: Поправка на давление по температуре: температура в цилиндрах около 30 ° C, температура воды 10 ° C, критическое давление для спуска (P ₁ ) составляет 176 бар при 10 ° C.

Температура цилиндра (T 1 )	= 30 + 273	= 303 K (преобразовать температуры в абсолютные: T (K) = T (° C) +273)
Температура воды (Т 2 )	= 10 + 273	= 283 К
Критическое давление при 30 ° C (P 2 )	= 176 х (303/283)	= 188 бар

Оценка количества газа на случай непредвиденных обстоятельств [ править ]

Основная проблема с оценкой запаса газа на непредвиденные обстоятельства состоит в том, чтобы решить, какие непредвиденные обстоятельства учитывать. Это учтено в оценке рисков запланированного погружения. Обычно считается, что на случай непредвиденных обстоятельств приходится делиться газом с другим дайвером из той точки погружения, где требуется максимальное время для достижения поверхности, или из другого места, где доступно больше газа. Вполне вероятно, что у обоих дайверов RMV будет выше обычного во время всплытия с помощью, так как это стрессовая ситуация. ^[1]Это разумно принять во внимание. Значения следует выбирать в соответствии с рекомендациями действующих правил или обучающего агентства, но если выбрано более высокое значение, маловероятно, что кто-то будет возражать. Дайверы-любители могут по своему усмотрению использовать значения RMV по своему выбору, исходя из личного опыта и осознанного принятия риска.

Процедура идентична процедуре для любого другого расчета потребления газа в нескольких секторах, за исключением того, что задействованы два водолаза, удваивающие эффективный RMV.

Чтобы проверить, есть ли в аварийном баллоне достаточный запас газа (для одного дайвера) в случае аварийной ситуации на запланированной глубине, необходимо рассчитать критическое давление на основе запланированного профиля и обеспечить возможность переключения, всплытия и всей запланированной декомпрессии.

Пример: Аварийное газоснабжение:

Планируется погружение на 30 м, что требует 6 минут декомпрессии на глубине 3 м. В экстренных случаях IMCA рекомендует принимать RMV = 40 л / мин ^[10]

Время переналадки на рабочей глубине			знак равно	2	минут
Давление при переключении	знак равно	30/10 + 1	знак равно	4	бар
Расход газа при переключении	знак равно	40 х 4 х 2	знак равно	320	литры
Время всплытия с 30 м со скоростью 10 м / мин			знак равно	3	минут
Среднее давление при подъеме	знак равно	15/10 + 1	знак равно	2,5	бар
Расход газа при подъеме	знак равно	40 х 2,5 х 3	знак равно	300	литры
Декомпрессионная остановка на 6 минут на 3 м
Давление во время остановки	знак равно	3/10 + 1	знак равно	1.3	бар
Расход газа на остановке	знак равно	40 х 1,3 х 6	знак равно	312	литры
Общий расход газа	знак равно	320 + 300 + 312	знак равно	932	литры
Доступен 10-литровый баллон:
Давление 932 литра газа в 10 литровом баллоне			знак равно	93,2	бар
Обеспечьте минимальное рабочее давление регулятора 10 бар:
Критическое давление для аварийного газа	знак равно	93,2 + 10	знак равно	103	бар

Выбор подходящих цилиндров [ править ]

Фундаментальное решение при выборе баллонов состоит в том, будет ли весь запас газа для погружения переноситься в один комплект или должен быть разделен на более чем один комплект для разных частей погружения. Погружение с одним баллоном является логистически простым и делает весь газ доступным для дыхания на протяжении всего погружения, но не может использовать преимущества оптимизации дыхательного газа для декомпрессии или наличия независимого аварийного источника питания, который не зависит от наличия погружения. приятель, где и когда нужно. Одиночный баллон ставит дайвера в положение зависимости от напарника в отношении альтернативного дыхательного газа в случае аварийного отключения основной подачи воздуха, если только вариант свободного всплытия не является приемлемым.

Погружения с использованием нескольких баллонов выполняются по трем основным причинам или по их комбинации.

1. Полностью независимая подача газа для дыхания предусмотрена в аварийных ситуациях, когда подача основного газа прерывается. Это обычно называют аварийным газом, и его можно переносить в аварийном баллоне , который может быть пони-баллоном , или первичный газ может быть разделен и транспортироваться в двух (или более) независимых первичных баллонах одинакового размера.
2. Могут перевозиться газовые смеси, оптимизированные для ускоренной декомпрессии . Обычно эти газы не подходят для дыхания на максимальной глубине погружения из-за чрезмерной доли кислорода для этой глубины, поэтому они не идеальны для спасения с максимальной глубины.
3. Нижний газ может быть гипоксичным и непригодным для дыхания на поверхности. Путешествия газ может быть использован для транзита гипоксического диапазона. Возможно, можно будет использовать одну из декомпрессионных смесей в качестве рабочего газа, что уменьшит количество перевозимых баллонов. ^[1]

Для технических погружений с глубоким открытым контуром может потребоваться комбинация донного газа, путевого газа и двух или более различных декомпрессионных газов, что представляет собой проблему для дайвера, как нести их все и правильно использовать, как неправильное использование газа на несоответствующей глубине. диапазон может привести к гипоксии или кислородному отравлению, а также повлияет на выполнение декомпрессионных обязательств. ^{[15] [2]}

Каждый газ должен подаваться в количестве, достаточном для обеспечения дайвера в соответствующем секторе (-ах) погружения. Это делается путем выбора баллона, который при заполнении может содержать, по крайней мере, необходимое количество газа, включая любой соответствующий резерв и запас на случай непредвиденных обстоятельств, выше минимального функционального давления на глубине, на которой газ будет использоваться в последний раз. При выборе баллона следует учитывать последствия плавучести и дифферента как следствие присущих баллону с регулятором и другими аксессуарами плавучести, так и из-за использования содержимого во время погружения. ^[1]

Вариации плавучести во время погружения [ править ]

Дайвер должен нести достаточный вес, чтобы оставаться в нейтральном положении на самой неглубокой декомпрессионной остановке после того, как был использован весь газ. Это приведет к тому, что дайвер будет несколько отрицательным в начале погружения, и компенсатор плавучести должен иметь достаточный объем, чтобы нейтрализовать этот избыток. Расчет необходимого веса и объема плавучести можно произвести, если известна масса хранимого газа. ^[1]

Расчет массы газа в баллонах [ править ]

Простой метод расчета массы объема газа - это вычисление массы в STP, при котором доступны значения плотности для газов. Масса каждого газового компонента рассчитывается для объема этого компонента, рассчитанного с использованием газовой фракции для этого компонента.

Газ	Плотность	Условие
Воздуха	1,2754 кг / м 3	0 ° C, 1,01325 бар
Гелий	0,1786 кг / м 3	0 ° C, 1,01325 бар
Азот	1,251 кг / м 3	0 ° C, 1,01325 бар
Кислород	1,429 кг / м 3	0 ° C, 1,01325 бар

Пример: сдвоенные баллоны объемом 12 л, заполненные Trimix 20/30/50 до 232 бар при 20 ° C (293K).

Рассчитайте объем при 1,013 бар, 0% ° C (273K)

V 1	знак равно	12 литров на цилиндр × 2 цилиндра	знак равно	24	литры
V 2	знак равно	(24 л × 232 бар × 273 тыс.) / (1,013 бар × 293 тыс.)	знак равно	5121	литры

Этого,

20% кислород	знак равно	0,2 × 5496	знак равно	1024 литров	знак равно	1.024 м 3
Масса кислорода	знак равно	1,429 кг / м 3	×	1.024 м 3			знак равно	1,464 кг
30% гелий	знак равно	0,3 × 5121	знак равно	1536 литров	знак равно	1,536 м 3
Масса гелия	знак равно	0,1786 кг / м 3	×	1,536 м 3			знак равно	0,274 кг
50% азот	знак равно	0,5 × 5121	знак равно	2561 литров	знак равно	2,561 м 3
Масса азота	знак равно	1,251 кг / м 3	×	2,561 м 3			знак равно	3.203 кг
Общая масса газа	смесь						знак равно	4.941 кг

Масса гелия составляет небольшую часть от общей массы. и плотности кислорода и азота довольно похожи. Разумным приближением является использование объема при 20 ° C, игнорирование массы гелия и принятие всех компонентов найтрокса и воздуха равными 1,3 кг / м ³ .

Используя эти приближения, оценка для предыдущего примера такова:
Масса смеси = 0,7 × 0,024 м ³ / бар × 232 бар × 1,3 кг / м ³ = 5,1 кг.
Этот метод редко дает более 1 кг, что близко Достаточно для оценки плавучести для большинства подводных смесителей открытого цикла.

Расчет плотности донной смеси [ править ]

Расчет плотности довольно прост. Доля газа умножается на плотность свободного газа для каждого газа и суммируется, а затем умножается на абсолютное давление.

Пример: Trimix 20/30/50 при 0 ° C.

Кислород: 0,2 × 1,429 кг / м ³ = 0,2858

Гелий: 0,3 × 0,1786 кг / м ³ = 0,05358

Азот: 0,5 × 1,251 кг / м ³ = 0,6255

Смесь: 0,96488 кг / м ³

Если это будет использоваться при 50 msw, абсолютное давление можно принять равным 6 бар, а плотность будет 6 × 0,96488 = 5,78 кг / м ^3. Это меньше верхнего предела в 6,2 кг / м ^3, рекомендованного Энтони и Митчелл. , но больше, чем их предпочтительный предел 5,2 кг / м ^{3 [8]}

См. Также [ править ]

• Альтернативный источник воздуха  - Аварийная подача дыхательного газа для подводного дайвера
•  Аварийный баллон - баллон аварийной подачи газа, переносимый водолазом
• Правило третей (дайвинг)  - практическое правило управления аквалангом

Ссылки [ править ]