Газовая смесь для подводного плавания с аквалангом
-
Газовая смесь для подводного плавания
- Наполнение баллонов газами, не содержащими воздуха для дыхания
- Снижение риска кессонной болезни и азотного наркоза
- Облегчение дыхания
-
Опасности смешивания газов
- Возгорание из-за кислорода и взрыва из-за высокого давления
- Опасность гипоксии и кислородного отравления
- Контроль концентрации инертных газов
-
Методы смешивания
- Периодическое перемешивание под парциальным давлением
- Непрерывные процессы смешивания
- Анализ состава смесей для безопасности
-
Применение газовых смесей
- Nitrox (EAN) с повышенным содержанием кислорода
- Trimix и heliox для снижения риска декомпрессионной болезни
- Различные газовые смеси для разных этапов погружения
-
Опасности и меры предосторожности
- Высокое давление и коррозия баллонов
- Возгорание и травмы от устройств высокого давления
- Удушье от газов, не содержащих кислорода
- Токсичные примеси и загрязнение баллонов
-
Меры предосторожности при смешивании кислорода
- Очистка оборудования и баллонов от кислорода
- Использование совместимых материалов
- Медленное открытие клапанов для снижения тепловыделения
-
Смешивание нитрокса
- Смешивание под парциальным давлением
- Предварительная декантация смеси
- Смешивание путем непрерывного перемешивания
- Смешивание по массовой доле
- Смешивание путем разделения газов
-
Смешивание гелиевых смесей
- Смешивание при парциальном давлении
- Смешивание массовых долей
- Прессование предварительной смеси
-
Преимущества и недостатки системы
- Температура не влияет на точность, так как давление не измеряется.
- Гелий имеет меньшую плотность, что приводит к погрешности в составе.
-
Принцип непрерывного смешивания и прессования
- Непрерывное смешивание и сжатие смеси в цилиндре для хранения.
- Подача газов на вход компрессора при требуемом давлении.
- Использование смесительных трубок для смешивания газов.
-
Смешивание газов
- Компрессоры высокого давления рассчитаны на атмосферное давление.
- Смесительные трубки перемешивают газы перед анализом.
- Последовательное добавление кислорода и гелия для измерения содержания гелия.
-
Компрессия и анализ состава смеси
- Компрессоры подходят для смесей с умеренным содержанием кислорода и гелия.
- Анализ состава смеси важен для предотвращения гипоксии и декомпрессионной болезни.
- Анализ кислородной фракции проводится с помощью электрогальванического датчика.
-
Подача воздуха и количество и точность
- Воздушная заправка аналогична приготовлению смеси.
- Допустимое содержание компонентов в смеси должно быть в пределах +/-1%.
- Приборы для анализа обеспечивают разрешение 0,1% для кислорода и гелия.
-
Вычисление состава
- При давлении до 230 бар можно использовать закон идеального газа.
- При превышении этого давления требуется уравнение Ван-дер-Ваальса.
- Смеси указываются в виде газовых фракций и типа (nitrox, trimix, heliox).
-
Примеры смесей
- «Tx 20/40» (trimix) подходит для глубин до 60 метров.
- «He/O2 12/88» (heliox) подходит для коммерческих погружений до 100 метров.
- «Nitrox 32» (nitrox) подходит для рекреационных погружений до 33 метров.
-
Расчет количества гелия и кислорода
- Количество гелия рассчитывается умножением желаемой доли на общее давление наполнения.
- Количество кислорода сложнее рассчитать из-за двух источников: добавленного кислорода и поступающего воздуха.
-
Расчет парциального давления азота
- Парциальное давление азота рассчитывается аналогично давлению гелия.
- В примере с Tx 20/40 доля азота составляет 40%.
- Требуемое парциальное давление азота составляет 92 бар.
- Давление подачи воздуха составляет 116 бар.
- Оставшееся давление 22 бара — это дополнительное давление кислорода.
-
Реальные газовые эффекты
- При давлении выше 200 бар газы начинают отклоняться от законов идеального газа.
- Для расчетов смесей с высоким парциальным давлением может потребоваться уравнение Ван-дер-Ваальса.
- Азот и кислород сжимаются относительно линейно, гелий значительно отклоняется.
- Смеси воздуха и нитрокса могут быть приближены к идеальным при давлении около 230 бар.
-
Эффекты адиабатического нагрева
- Повышение температуры при заправке затрудняет точное сцеживание газа.
- Существуют решения: наполнение баллона до требуемого давления, охлаждение и измерение давления, использование водяной бани, переполнение баллона.
-
Анализ газа
- Перед использованием необходимо проверить содержание кислорода.
- Используются электрогальванические датчики кислорода и анализаторы гелия.
- Важно тщательно перемешать газовую смесь перед анализом.
-
Идентификация содержимого баллона
- По закону требуется наличие этикетки с указанием типа газа и его фракции.
- Формат этикетки и цветовая маркировка зависят от юрисдикции.
-
Поставки газа
- В Великобритании и Южной Африке кислород и гелий закупаются у коммерческих поставщиков.
- Используется «каскадная система» для экономичного откачивания газа.
- Бустерные насосы используются для удаления остатков газов из баллонов.
-
Обучение и компетентность
- Обучение и сертификация по смешиванию газов проводятся агентствами по подготовке дайверов.
- ISO 13293 содержит минимальные стандарты обучения по смешиванию газов.
- Газовый смеситель 1-го уровня способен смешивать нитроксид и кислород, воздух и нитроксид.
- Газовый смеситель 2-го уровня способен смешивать газы, содержащие гелий и аргон.