Планирование подводного газа - Википедия - Scuba gas planning

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 планирование погружений который имеет дело с расчетом или оценкой количества и смесей газов, которые будут использоваться для запланированных профиль 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 управление 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 в себя следующие аспекты:^{[2]:Раздел 3}

• Выбор дышащие газы
• Выбор Конфигурация подводного плавания
• Оценка количества газа, необходимого для запланированного погружения, включая донный газ, транспортный газ и декомпрессия газы, соответствующие профилю.^[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 увеличению расхода газа при аварийном выходе или подъеме.^[1]
• Выбор цилиндры 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. Остальные 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

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

Воздуха

Воздуха является газом по умолчанию для большинства рекреационных погружений на мелководье, а в некоторых частях мира может быть единственным легкодоступным газом. Он находится в свободном доступе, одинакового 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:

• эффекты азотный наркоз на глубине более 30 м, но в зависимости от индивидуальных особенностей дайвера.
• ограничения на погружения без декомпрессионных остановок и декомпрессия продолжительность за счет растворения азота в тканях организма.

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

Найтрокс

Чтобы уменьшить проблемы декомпрессии, возникающие из-за высокого парциального давления азота, которому дайвер подвергается при вдыхании воздуха на глубине, кислород может быть добавлен вместо некоторого количества азота. Полученная смесь азота и кислорода известна как найтрокс. 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

Гелий представляет собой 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 низкий 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 как компонента дыхательного газа включают: высокоэффективная передача тепла,^[9] которые могут быстро охладить дайвера,^[10] и склонность к утечке легче и быстрее, 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 Закон 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 приготовления остальной смеси,^{[2]:Раздел 2} а также может использоваться для уменьшения плотности, чтобы уменьшить работу дыхания.^[8]

Кислород

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

100% кислород также используется для восполнения кислорода, используемого дайвером в замкнутой системе. ребризеры, чтобы поддерживать заданное значение - парциальное давление 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

Состав смеси газов для дыхания будет зависеть от ее предполагаемого использования. Смесь должна быть выбрана таким образом, чтобы обеспечить безопасное парциальное давление кислорода (PO₂) на рабочей глубине. Большинство погружений будут использовать одну и ту же смесь для всего погружения, поэтому состав будет выбран таким, чтобы он был пригоден для дыхания 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

Закон Генри состояния:

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

При непродолжительных погружениях PO₂ может быть увеличен до 1,2–1,6 бар. Это снижает PN₂ и / или PHe, и сократит требуемую декомпрессию для данного профиля.

Воздух для дыхания на глубине более 30 метров (100 футов) (давление> 4 бар) имеет значительную наркотический влияние на водолаза. 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. Другим недостатком смесей на основе гелия является 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] с кислородом, который, как известно, обладает наркотическим действием, сравнимым с действием азота.^[14]

Пример: выберите газовую смесь, подходящую для прыжка на глубину до 50 метров, где PO₂ должно быть ограничено до 1,4 бара и эквивалентной наркотической глубины до 30 метров:

Давление на глубине 50 м = 6 бар

Требуемый ЗП₂ = 1,4 бар: Кислородная фракция FO₂ = 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 масса газа в баллонах.

Выбор конфигурации акваланга

Ребризеры рециркулируют дыхательный газ после удаления двуокиси углерода и компенсации использованного кислорода. Это позволяет значительно снизить потребление газа за счет сложности.

Системы бокового крепления несут баллоны по бокам дайвера.

Открытый контур против ребризера

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 путем удаления отходов диоксид углерода и доведение содержания кислорода до подходящего парциального давления. Комплекты для подводного плавания с замкнутым и полузамкнутым контуром также известны как ребризеры.^[15][2]

Заднее крепление против бокового крепления

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

Заднее крепление это система, в 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]

Боковой монтаж подвешивает первичные цилиндры к привязи по бокам дайвера: обычно используются два цилиндра примерно равного размера. Аналогичным образом могут быть присоединены дополнительные баллоны декомпрессии. Способ переноса цилиндров, подвешенных по бокам ремня безопасности, известный как строп, аналогичен и отличается в деталях.^[15]

Перенос дополнительных баллонов для декомпрессии или аварийной остановки

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 ремня водолаза на D-образных кольцах. Газ для декомпрессии, если он отличается от газа, используемого для основной части погружения, обычно переносится в одном или нескольких баллонах, подвешенных сбоку к 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 быть в состоянии точно идентифицировать газ, подаваемый любым из нескольких клапанов потребления, которые требуются для этих конфигураций, чтобы избежать потенциально фатальных проблем кислородного отравления, гипоксии, азотного наркоза или отклонения от плана декомпрессии, которое может произойти в случае несоответствующего газа. используется.^[15] Одна из конвенций помещает богатые кислородом газы вправо,^[16] Другие методы включают маркировку по содержимому и / или максимальной рабочей глубине (MOD) и идентификацию на ощупь. Часто несколько или все эти методы используются вместе.^[15]

Аварийный газ для конфигурации с задней установкой может подаваться различными способами в спасательный цилиндр. Самый популярный в качестве строп-цилиндра пони цилиндр прикрепленный к основному заднему баллону или в небольшом баллоне (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

Если маршрут погружения ограничен или его можно надежно спланировать, можно использовать баллоны для аварийного выхода декомпрессионного газа. упавший по маршруту в точках, где они понадобятся на обратном пути 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, известные как ступенчатые цилиндры, но термин сценический цилиндр стал обычным для любого баллона, который находится сбоку от дайвера в дополнение к газу на дне.^[15][2]

Расчет количества газа (метрическая система)

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 давлении 1 бар на 10 м глубины.

Дыхательный минутный объем

Минутный объем дыхания (RMV) - это объем газа, который дышит дайвером за минуту. Для работающего коммерческого дайвера IMCA предлагает RMV = 35 л / мин. Для чрезвычайных ситуаций IMCA предлагает RMV = 40 л / мин.^[10]RMV декомпрессии обычно меньше, так как дайвер обычно не работает тяжело. Для оценки времени погружения можно использовать меньшие значения. Дайвер может использовать измеренные значения, рассчитанные для него / себя, но значения в худшем случае следует использовать для расчета критического давления для поворота или всплытия. и для спасения, поскольку RMV дайвера обычно увеличивается при стрессе или нагрузке.^[4]

Норма расхода газа

Норма расхода газа (Q) в разомкнутом контуре зависит от абсолютный давление внешней среды (П_а) и RMV.

Норма расхода газа: Q = P_а × RMV (литры в минуту)

Доступный газ

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_{имеется в наличии} = V_набор × (P_{Начните} - П_{бронировать})/П_{окружающий}

Где:

V_набор = объем комплекта цилиндров = сумма объемов цилиндров с коллектором

п_{Начните} = Пусковое давление комплекта цилиндров

п_{бронировать} = Резервное давление

п_{окружающий} = давление окружающей среды

В случае поверхностного давления: P_{окружающий} = 1 бар, и формула упрощается до:

Доступный газ при приземном давлении: V_{имеется в наличии} = V_набор × (P_{Начните} - П_{бронировать})

Доступное время

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

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 (P_сектор). Длительность сектора (Т_сектор) и RMV дайвера для сектора (RMV_сектор) также должны быть оценены. Если в секторе требований к объему газа (V_сектор) все рассчитываются при приземном давлении, позже они могут быть добавлены напрямую. Это снижает риск путаницы и ошибки.

После выбора этих значений они подставляются в формулу:

V_сектор = RMV_сектор × P_сектор × т_сектор

Это свободный объем газа при атмосферном давлении. Изменение давления (δP_{цилиндр}) в баллоне, используемом для хранения этого газа, зависит от внутреннего объема баллона (V_{цилиндр}), и рассчитывается с использованием Закон Бойля:

δP_{цилиндр} = V_сектор × P_{банкомат}/ V_{цилиндр} (П_{банкомат} - 1 бар)

Минимальное функциональное давление

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 требуемый 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, после того, как межступенчатое давление будет достаточно снижено, надувной сервоклапан второй ступени будет сдуваться и эффективно блокировать открытие регулирующего клапана, позволяя остаточному газу выходить до тех пор, пока давление в баллоне не упадет примерно до равного давление окружающей среды, при котором поток остановится до тех пор, пока давление окружающей среды не уменьшится 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 доступного таким образом газа зависит от внутреннего объема баллона.

Критические давления

Критические давления (P_{критический} или P_крит) - это значения давления, ниже которых нельзя опускаться во время данной части запланированного погружения, поскольку они обеспечивают подачу газа в аварийных ситуациях.

Резервное давление

Резервное давление является примером критического давления. Это также известно как Критическое давление подъема, так как это указывает количество газа, необходимое для безопасного всплытия с учетом особых непредвиденных обстоятельств, перечисленных в плане погружения.

Другие критические нагрузки

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

Расчет критических давлений

Критические давления рассчитываются 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 рабочее 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

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 Закон Гей-Люссака.

п₂ = P₁ × (т₂/ Т₁)

Пример: Поправка на давление по температуре: температура в цилиндрах около 30 ° C, температура воды 10 ° C, критическое давление для спуска (P₁) составляет 176 бар при 10 ° C

Температура цилиндра (T1)	= 30 + 273	= 303 K (преобразовать температуры в абсолютные: T (K) = T (° C) +273)
Температура воды (T2)	= 10 + 273	= 283 К
Критическое давление при 30 ° C (P2)	= 176 х (303/283)	= 188 бар

Оценка количества газа на случай непредвиденных обстоятельств

Основная проблема с оценкой запаса газа на непредвиденные обстоятельства состоит в том, чтобы решить, какие непредвиденные обстоятельства учитывать. Это рассматривается в оценка рисков для 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, чем обычно, во время всплытия с помощником, поскольку 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, достаточно ли газа в аварийном баллоне (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			=	2	минут
Давление при переключении	=	30/10+1	=	4	бар
Расход газа при переключении	=	40 х 4 х 2	=	320	литры
Время всплытия с 30 м со скоростью 10 м / мин			=	3	минут
Среднее давление при подъеме	=	15/10+1	=	2.5	бар
Расход газа при подъеме	=	40 х 2,5 х 3	=	300	литры
Декомпрессионная остановка на 6 минут на 3 м
Давление во время остановки	=	3/10 + 1	=	1.3	бар
Расход газа на остановке	=	40 х 1,3 х 6	=	312	литры
Общий расход газа	=	320+300+312	=	932	литры
Доступен 10-литровый баллон:
Давление 932 литра газа в 10 литровом баллоне			=	93.2	бар
Обеспечьте минимальное рабочее давление регулятора 10 бар:
Критическое давление для аварийного газа	=	93.2 + 10	=	103	бар

Выбор подходящих цилиндров

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 перевозить в спасательный цилиндр, который может быть пони цилиндр или первичный источник газа может быть разделен и переноситься в двух (или более) независимых первичных баллонах одинакового размера.
2. Газовые смеси оптимизированы для ускоренная декомпрессия можно нести. Обычно эти газы не подходят для дыхания на максимальной глубине погружения из-за избыточная фракция кислорода для глубины, поэтому не идеальны для спасения с максимальной глубины.
3. Нижний газ может быть гипоксичным и непригодным для дыхания на поверхности. А дорожный бензин может использоваться для перехода в гипоксический диапазон. 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

Дайвер должен нести достаточный вес, чтобы оставаться нейтральным на самой неглубокой декомпрессионной остановке после того, как весь газ был использован. 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

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 / м3	0 ° C, 1,01325 бар
Гелий	0,1786 кг / м3	0 ° C, 1,01325 бар
Азот	1,251 кг / м3	0 ° C, 1,01325 бар
Кислород	1,429 кг / м3	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)

V1	=	12 литров на цилиндр × 2 цилиндра	=	24	литры
V2	=	(24 л × 232 бар × 273 тыс.) / (1,013 бар × 293 тыс.)	=	5121	литры

Этого,

20% кислород	=	0.2 × 5496	=	1024 литров	=	1.024 кв.м.3
Масса кислорода	=	1,429 кг / м3	×	1.024 m3			=	1.464 kg
30% is helium	=	0.3 × 5121	=	1536 litres	=	1.536 m3
Mass of helium	=	0.1786 kg/m3	×	1.536 m3			=	0.274 kg
50% is nitrogen	=	0.5 × 5121	=	2561 litres	=	2.561 m3
Mass of nitrogen	=	1.251 kg/m3	×	2.561 m3			=	3.203 kg
Total mass of gas	смесь						=	4.941 kg

The mass of the helium is a small part of the total. and density of oxygen and nitrogen are fairly similar.A reasonable approximation is to use the volume at 20 °C, ignore the mass of helium and take all nitrox and air components to be 1.3 kg/m³.

Using these approximations the estimate for the previous example is:
Mass of mixture = 0.7 × 0.024m³/bar × 232 bar × 1.3 kg/m³ = 5.1 kg
This method will seldom be out by as much as a kg, which is close enough for buoyancy estimates for most open circuit scuba mixes.

Calculation of density of the bottom mix

Calculation of density is quite straightforward. The gas fraction is multiplied by the free gas density for each gas, and summed, then multiplied by the absolute pressure.

Example: Trimix 20/30/50 at 0°C

Oxygen: 0.2 × 1.429 kg/m³ = 0.2858

Helium: 0.3 × 0.1786 kg/m³ = 0.05358

Nitrogen: 0.5 × 1.251 kg/m³ = 0.6255

Mixture: 0.96488 kg/m³

If this is to be used at 50 msw, absolute pressure can be taken as 6 bar, and density will be 6 × 0.96488 = 5.78 kg/m³This is less than the upper limit of 6.2 kg/m³ recommended by Anthony and Mitchell, but more than their preferred limit of 5.2 kg/m^3[8]

Смотрите также

• Альтернативный источник воздуха – Emergency supply of breathing gas for an underwater diver
• Bailout cylinder – Emergency gas supply cylinder carried by a diver
• Rule of thirds (diving) – Rule of thumb for scuba gas management

Рекомендации