Расчёт расхода воздуха на разных глубинах. расход воздуха.2. Средний расчёт времени автономного нахождения под водой на различных глубинах до 50тиметров с 12ти литровым баллоном воздуха
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Средний расчёт времени автономного нахождения под водой на различных глубинах до 50тиметров с 12ти литровым баллоном воздуха.  Исполнитель: Савченко В.С. Содержание: 1. Введение. 2. Расход воздуха. 3. Средний расчёт времени нахождения на различных глубинах с 12ти литровым баллоном воздуха. 4. Заключение. Введение Что бы ответить на один из самых задаваемых вопросов: «Сколько времени может пробыть под водой человек?», необходимо знать исходные данные и произвести расчёты. Исходные данные возможно разделить на несколько основных групп: Данные о ёмкости баллона и о давлении находящегося там воздуха; Данные об окружающей среде (глубина погружения, температура воды, наличие или отсутствие течения, физическая деятельность); Данные о конкретном человеке (индивидуальный расход воздуха исходящий из морфологических признаков и психо-эмоционального состояния, здоровья, наличия усталости). Первая группа исходных данных, по сравнению с остальными – точнее. Но баллон может не соответствовать обозначенному объему, а повышенная температура воздуха (и баллона), а вследствие этого и расширение воздуха, при нагнетании его в баллон, даст погрешность данных о давлении находящегося там воздуха. Исходные данные второй и третьей группы точно, можно рассчитать только опытным путём. При этом будет прослеживаться следующая закономерность увеличения расхода воздуха: а) при увеличении глубины погружения; б) при понижении температуры воды и замерзании водолаза; в) при движении против течения, снижения обтекаемости и физических нагрузках; г) крупность и крепость телосложения способствуют увеличению расхода воздуха; в) неопытность, волнение, стресс, плохое здоровье, курение и усталость способствуют увеличению расхода воздуха. Это не многие основные факторы увеличивающие расход воздуха. При подсчётах будут использоваться средний расход воздуха обычного человека и глубина погружения, а остальные факторы из-за их непостоянства, использоваться не будут. Исходя из этих факторов, данные расчёты являются примерными. Расход воздуха У здорового человека средний расход воздуха на поверхности, при совершении физической активности низкой интенсивности (прогулке), составит примерно 20 литров в минуту. На тело при погружении в воду, по мимо атмосферного давления (представляющего собой воздушный столб высотой 150 км., равный по величине оказываемого давления столбику ртути высотой в 760 мм или столбику пресной воды высотой 10,33 м.), воздействует избыточное гидростатическое давление, которое увеличивается на одну атмосферу с погружением на каждый десяток метров. Для простоты расчётов на практике за единицу давления принимают условную техническую атмосферу – давление 10-ти метрового водного столба (морская вода имеет большую плотность). Сумма атмосферного и гидростатического (избыточного) давления называется абсолютным давлением. Р абс.=Р атм. + P гидр. Например, на глубине 20 метров оно равно: 1+2=3 атм. (Три атмосферы). Так как для осуществления дыхания под водой воздух должен подаваться под давлением равным окружающей среде, то с увеличением глубины будет увеличиваться расход воздуха. Средний расчёт времени нахождения на различных глубинах с 12ти литровым баллоном воздуха. На глубине 5 метров, человеческий организм будет испытывать давление величиной в полторы атмосферы: 1+0,5 =1,5 атм. (Полторы атмосферы). Произведение абсолютного давления и расхода воздуха на поверхности будет составлять расход воздуха на данной глубине: 1,5*20=30 л/мин. Средний расход воздуха человеком, находящимся на глубине 5 метров составит 30 литров в минуту. Аналогично рассчитывается расход воздуха на остальных глубинах. Давление на глубине 10 метров составит 2 атмосферы. 2*20=40. На глубине 10 метров расход воздуха составит 40 литров в минуту. Таким образом можно рассчитать расход воздуха на разных глубинах. В большинстве баллонов создают давление воздуха 250 атмосфер. Из них 50 атмосфер это резервный воздух, требуемый человеку для решения под водой внезапно возникших проблем. Поэтому для расчёта используется рабочее давление 200 атмосфер. Воздух, находящийся в баллоне под давлением в 200 атмосфер, будет составлять 2400 литров (12×200=2400). Разделив количество воздуха находящегося в баллоне на средний расход его потребления, мы получим время нахождения водолаза на глубине (включая время погружения и всплытия): 2400÷30=80 мин на глубине 5 метров; 2400÷40=60 минут на глубине 10 метров; 2400÷50=48 минут на глубине 15 метров; 2400÷60=40 минут на глубине 20 метров. Точнее, на самой глубине это время составит 36 минут, так как необходимо затратить время на погружение, всплытие и на декомпрессионную остановку. Время погружения ограничено лишь физиологическими ощущениями, и основываясь на практике, при желании на такую глубину, возможно спуститься затратив на это не более минуты. Время всплытия ограничено по скорости, и не должно превышать 18 метров в минуту. Декомпрессионной таблицей Макса Ханна рекомендуется провести 2х минутную декомпрессионную остановку на глубине 3 метра. Итого 4 минуты. 40-4=36 минут на глубине 20 метров, и 40 минут займёт всё погружение. 2400÷80=30 30 минут займёт погружение на глубину 30 м. Из них на глубине водолаз может пробыть только 21 минуту, так как его погружение займёт одну минуту, а всплытие 2 минуты. Кроме того, согласно декомпрессионной таблице Макса Ханна, пробыв на этой глубине 21 минуту, необходимо сделать декомпрессионную остановку, продолжительностью 4 минуты на глубине 3 метра). 2400÷100= 24 Погружение на глубину 40 метров составит 24 минуты. Из них 2,2 минуты займёт всплытие (со скоростью 18м/мин), 5 мин займёт остановка безопасности (рекомендованная при погружениях на глубины свыше 15-20 метров), итого 7,2 минуты. 24-7,2=16,8 Итого 16,8 минут на 40 метров. Но, без декомпрессионное время на глубине 40 м составляет 8 минут, а если водолаз пробыл на этой глубине 16 минут, то ему необходимо сделать декомпрессионные остановки. Одну минуту на 6-ти метрах и 3 минуты на 3-х метрах (согласно таблице Макса Ханна, при этом убираем остановку безопасности) итого 4 минуты (что даже меньше чем с остановкой безопасности). Ответ 40 метров - 16 минут. Не следует находиться под водой до предела указанного в расчётах, это опасно для жизни и здоровья. Необходимо понимать, что данные расчёты гипотетические. Они подразумевают наличие резерва воздуха в количестве 50 атмосфер, то есть изначально в баллоне создано давление в 250 атмосфер, где 200 атмосфер это рабочий воздух, а 50 это резерв. 2400÷120=20 Погружение на глубину 50 метров составит 20 минут. Из них время на всплытие составит 50÷18=2,7 минуты. Декомпрессионные остановки составят 7 минут (2 минуты на 6-ти метрах и 5 на 3-ёх). 2,7(округляется до 3)+7=10. Итого 10 минут на грунте и 10 минут на всплытие. Заключение В расчёте использован расход воздуха на декомпрессионных остановках (и остановках безопасности) и при всплытии как на рассчитываемых глубинах, что в свою очередь ведёт к неточному расчёту в сторону большего расхода воздуха, зато повышает безопасность расчёта. Также не предусмотрен расход воздуха на погружение, но это компенсируется расчётом расхода воздуха в большую сторону при подсчётах расхода при всплытии и декомпрессионных остановках. Кроме того, время погружения зависит от многих факторов, основной из которых - это время, затраченное для выравнивания давления в полости среднего уха, поэтому для каждого человека оно индивидуально. Ещё раз подчеркну что данные приведены примерные, т.к. на расход воздуха будут влиять многие факторы например: личные (анатомические) данные, состояние здоровья, усталость, температура воды, наличие стрессовых факторов, выполняемая деятельность (работа).  |