Эквивалентная воздушная глубина - Википедия - Equivalent air depth

В эквивалентная воздушная глубина (EAD) это способ приблизить декомпрессия требования дыхательный газ смеси, содержащие азот и кислород в пропорциях, отличных от тех, что находятся в воздухе, известные как найтрокс.^[1][2][3]

Эквивалентная глубина воздуха для данной смеси найтрокса и глубины - это глубина погружения при вдыхании воздуха, имеющего такую ​​же частичное давление азота. Так, например, газовая смесь, содержащая 36% кислорода (EAN36), используемая на высоте 27 метров (89 футов), имеет EAD 20 метров (66 футов).

Расчеты в метрах

Эквивалентную глубину воздуха можно рассчитать для глубин в метрах следующим образом:

EAD = (Глубина + 10) × Доля N₂ / 0.79 − 10

В предыдущем примере для смеси найтрокс, содержащей 64% азота (EAN36), используемой на расстоянии 27 метров, EAD:

EAD = (27 + 10) × 0,64 / 0,79 - 10

EAD = 37 × 0,81 - 10

EAD = 30–10

EAD = 20 метров

Таким образом, на высоте 27 метров дайвер будет рассчитывать свои требования к декомпрессии, как если бы он находился в воздухе на 20 метрах.

Расчеты в футах

Эквивалентную воздушную глубину можно рассчитать для глубины в футах следующим образом:

EAD = (Глубина + 33) × Доля N₂ / 0.79 − 33

В предыдущем примере для смеси найтрокс, содержащей 64% азота (EAN36), используемой на высоте 90 футов, EAD:

EAD = (90 + 33) × 0,64 / 0,79 - 33

EAD = 123 × 0,81 - 33

EAD = 100–33

EAD = 67 футов

Таким образом, на высоте 90 футов дайвер рассчитывает свои требования к декомпрессии, как если бы он находился в воздухе на высоте 67 футов.

Вывод формул

Для данной смеси найтрокса и данной глубины эквивалентная воздушная глубина выражает теоретическую глубину, при которой будет получена такая же частичное давление азота, если вместо него использовался обычный воздух (79% азота):

${ displaystyle ppN_ {2} (найтрокс, глубина) = ppN_ {2} (воздух, EAD)}$

Следовательно, следуя определению парциального давления:

${ Displaystyle FN_ {2} (нитрокс) cdot P_ {глубина} = FN_ {2} (воздух) cdot P_ {EAD}}$

с ${ displaystyle FN_ {2}}$ выражая долю азота и ${ displaystyle P_ {depth}}$ выражая давление на заданной глубине. Решение для ${ displaystyle P_ {EAD}}$ тогда получается общая формула:

${ Displaystyle P_ {EAD} = {FN_ {2} (нитрокс) над FN_ {2} (воздух)} cdot P_ {глубина}}$

В этой формуле ${ Displaystyle P_ {EAD} ,}$ и ${ Displaystyle P_ {глубина} ,}$ абсолютные давления. На практике гораздо удобнее работать с эквивалентными столбцами морская вода глубину, потому что глубину можно считать прямо с глубиномер или же подводный компьютер. Взаимосвязь между давлением и глубиной регулируется Закон Паскаля:

${ Displaystyle P_ {глубина} = P_ {атмосфера} + rho _ {морская вода} cdot g cdot h_ {глубина} ,}$

Используя систему SI с давлениями, выраженными в паскаль, у нас есть:

${ Displaystyle P_ {глубина} (Па) = P_ {атмосфера} (Па) + rho _ {морская вода} cdot g cdot h_ {глубина} (м) ,}$

Выражая давление в атмосферы дает удобную формулу (1 атм ≡ 101325 Па):

${ Displaystyle P_ {глубина} (атм) = 1 + { frac { rho _ {морская вода} cdot g cdot h_ {depth}} {P_ {атмосфера} (Па)}} = 1 + { frac { 1027 cdot 9.8 cdot h_ {depth}} {101325}} приблизительно 1 + { frac {h_ {depth} (m)} {10}}}$

Чтобы упростить алгебру, определим ${ Displaystyle { frac {FN_ {2} (нитрокс)} {FN_ {2} (воздух)}} = R}$. Комбинируя общую формулу и закон Паскаля, мы имеем:

${ displaystyle 1 + { frac {h_ {EAD}} {10}} = R cdot (1 + { frac {h_ {depth}} {10}})}$

так что

${ displaystyle h_ {EAD} = 10 cdot (R + R cdot { frac {h_ {depth}} {10}} - 1) = R cdot (h_ {depth} +10) -10}$

С ${ Displaystyle ч (футов) приблизительно 3,3 CDOT ч (м) ,}$, эквивалентная формула для имперской системы принимает вид

${ displaystyle h_ {EAD} (ft) = 3.3 cdot { Bigl (} R cdot ({ frac {h_ {depth} (ft)} {3.3}} + 10) -10 { Bigr)} = R cdot (h_ {глубина} (фут) +33) -33}$

Подставляя снова R и отмечая, что ${ displaystyle FN_ {2} (воздух) = 0,79}$, имеем конкретные формулы:

${ displaystyle h_ {EAD} (m) = { frac {FN_ {2} (nitrox)} {0,79}} cdot (h_ {depth} (m) +10) -10}$

${ displaystyle h_ {EAD} (ft) = { frac {FN_ {2} (nitrox)} {0,79}} cdot (h_ {depth} (ft) +33) -33}$

Таблицы для дайвинга

Хотя не все столы для дайвинга рекомендуются к использованию таким образом, Столы Bühlmann подходят для таких расчетов. На высоте 27 метров стол Bühlmann 1986 (0–700 м) позволяет проводить на дне 20 минут без необходимости декомпрессионная остановка. На высоте 20 метров безостановочное время составляет 35 минут. Это показывает, что использование EAN36 для 27-метрового погружения может дать на 75% больше времени на дне по сравнению с использованием воздуха.

Таблицы ВМС США также использовались с эквивалентной глубиной воздуха с аналогичным эффектом. Расчеты теоретически верны для всех моделей декомпрессии Холдейна.

Рекомендации