Cum se calculează capacitatea cilindrului SCBA: Înțelegerea duratei de funcționare a cilindrilor din fibră de carbon

Cilindru pentru aparat respirator autonom (SCBA)sunt esențiale pentru furnizarea de aer respirabil pompierilor, salvatorilor și altor membri ai personalului care lucrează în medii periculoase. Știind cât timp unCilindru SCBADurata de funcționare a unui cilindru în timpul utilizării este vitală pentru planificarea operațiunilor și asigurarea siguranței. Durata de funcționare a unui cilindru depinde de volumul, presiunea și ritmul respirator al utilizatorului. Acest articol vă va explica cum să calculați capacitatea unuiCilindru SCBA, folosind o formulă simplă, acordând o atenție deosebităcilindru compozit din fibră de carbons, care sunt utilizate pe scară largă datorită ușurinței și rezistenței lor.

Cilindru SCBANoțiuni de bază: Volum și presiune

Cilindru SCBADepozitează aer comprimat la presiune ridicată, de obicei măsurată în bari sau livre pe inch pătrat (PSI). Volumul de aer din interiorul cilindrului este de obicei exprimat în litri. Cei doi factori principali care determină cât de mult aer este disponibil sunt:

• Volumul cilindruluiAceasta este dimensiunea internă a cilindrului, adesea exprimată în litri (de exemplu, 6,8 litri sau 9 litri).
• Presiunea cilindruluiPresiunea la care este stocat aerul, de obicei între 200 și 300 bar pentruCilindru SCBAs.

Cilindru compozit din fibră de carbonSunt populare în sistemele SCBA deoarece oferă o capacitate de presiune mai mare (până la 300 bar), fiind în același timp mult mai ușoare decât buteliile tradiționale din oțel sau aluminiu. Acest lucru le face ideale pentru situațiile în care utilizatorii trebuie să se deplaseze rapid sau pentru perioade lungi de timp.

ThFormula pentru calcularea duratei aparatului de respirat autonom (SCBA)

Durata de funcționare a unuiCilindru SCBApoate fi calculat folosind următoarea formulă:

• „40” din formulă reprezintă rata medie de respirație a unei persoane în condiții de muncă moderate. Această rată poate varia în funcție de intensitatea efortului utilizatorului, dar 40 de litri pe minut (L/min) este o valoare standard.
• „-10” de la sfârșitul formulei reprezintă o marjă de siguranță, care asigură utilizatorului timp să părăsească zona periculoasă înainte ca aerul să se epuizeze complet.

Exemplu de calcul:

Să calculăm durata de funcționare pentru un motor de 6,8 litricilindru SCBA din fibră de carbon, presurizat la 300 bar.

În acest exemplu,Cilindru SCBAar oferi aproximativ 35 de minute de aer respirabil înainte de a fi nevoie de înlocuire sau reumplere. Acest calcul presupune o activitate fizică moderată, iar timpul real de utilizare poate varia dacă utilizatorul depune mai mult sau mai puțin efort.

Factori afectațiacționareCilindru SCBADurată

Deși formula oferă o estimare de bază, mai mulți factori pot influența

durata reală a uneiCilindru SCBAîn utilizare. Înțelegerea acestor variabile este esențială pentru asigurarea unor operațiuni în siguranță.

1. Frecvența respiratorie

Formula presupune o respirație medie

debit respirator de 40 L/min, ceea ce corespunde unei activități moderate. În realitate, ritmul respirator poate fluctua în funcție de volumul de muncă al utilizatorului:

• Activitate scăzutăDacă utilizatorul este în repaus sau efectuează o muncă ușoară, ritmul respirator ar putea fi mai mic, în jur de 20-30 L/min, ceea ce ar prelungi durata de viață a buteliei.
• Activitate ridicatăÎn timpul activității fizice intense, cum ar fi stingerea incendiilor sau salvarea persoanelor, frecvența respiratorie poate crește până la 50-60 l/min sau mai mult, reducând durata de funcționare a buteliei.

2. Presiunea cilindrului

Cilindrii cu presiune mai mare furnizează mai mult aer pentru același volum.Cilindru din fibră de carbonfuncționează de obicei la presiuni de până la 300 bar, comparativ cu buteliile din oțel sau aluminiu, care pot fi limitate la 200 bar. Presiunea mai mare permitecilindru din fibră de carbonpentru a reține mai mult aer într-un ambalaj mai mic și mai ușor, prelungind durata de lucru.

3. Marja de siguranță

Marja de siguranță încorporată în formulă (-10 minute) asigură că

Utilizatorul nu rămâne fără aer în timp ce se află încă într-un mediu periculos. Este important să se respecte această marjă tampon atunci când se calculează timpul de lucru și se planifică utilizarea aerului, în special în situațiile în care traversarea rutei de ieșire poate dura câteva minute.

T

Rolul luiCilindru compozit din fibră de carbons

Cilindru compozit din fibră de carbonau devenit alegerea preferată pentru sistemele SCBA datorită designului lor ușor și capacității de a susține presiuni mai mari. Comparativ cu buteliile din oțel și aluminiu,cilindru din fibră de carbonoferă mai multe beneficii:

• Greutate: Cilindru din fibră de carbonSunt semnificativ mai ușoare decât oțelul, ceea ce le face mai ușor de transportat și reduce oboseala utilizatorului în timpul operațiunilor prelungite.
• Presiune mai mareAcestea pot fi umplute la presiuni de până la 300 bar, furnizând mai mult aer fără a mări dimensiunea cilindrului.
• DurabilitateCompozitele din fibră de carbon sunt extrem de rezistente, capabile să reziste la presiuni mari, fiind în același timp rezistente la impact și la factorii de mediu.

Designul ușor este deosebit de important pentru lucrătorii de salvare care trebuie să rămână mobili în timp ce transportă alte echipamente, cum ar fi unelte de stingere a incendiilor sau echipamente medicale. În ciuda avantajelor lor,cilindru din fibră de carbonvin cu unele cerințe suplimentare de întreținere, cum ar fi testarea hidrostatică regulată pentru a se asigura că rămân în siguranță sub presiune.

Testarea hidrostatică șiCilindru SCBAÎntreţinere

Pentru a menține fiabilitateaCilindru SCBAinclusiv modelele din fibră de carbon, întreținerea regulată este esențială. Aceasta include:

• Inspecții vizualeVerificați dacă există deteriorări, cum ar fi crăpături sau lovituri, înainte de fiecare utilizare.
• Testare hidrostaticăFibră de carbonCilindru SCBADe obicei, cilindrii necesită teste hidrostatice la fiecare cinci ani pentru a se asigura că pot face față presiunilor ridicate implicate. Acest test verifică orice dilatare a cilindrului care ar putea indica slăbirea materialului.
• ÎnlocuireChiar și cu o întreținere adecvată,cilindru SCBA din fibră de carbonau o durată de viață finită, de obicei în jur de 15 ani, după care trebuie înlocuite.

Concluzie

Cunoașterea modului de calculare a capacității și a duratei de funcționare aCilindru SCBAs este

crucial pentru oricine se bazează pe aceste dispozitive în medii periculoase. Folosind formula(Volum × Presiune) / 40 – 10, poțiestimați timpul disponibil în orice butelie dată, ținând cont de faptul că frecvențele respiratorii, presiunea și marjele de siguranță joacă toate un rol în durata finală.

Cilindru compozit din fibră de carbonButeliile, datorită designului lor ușor și capacității de a susține presiuni ridicate, sunt o alegere populară pentru sistemele SCBA. Acestea oferă durate de funcționare mai lungi și o mobilitate îmbunătățită în comparație cu buteliile din oțel sau aluminiu. Cu toate acestea, întreținerea regulată, inclusiv inspecții vizuale și testare hidrostatică, este esențială pentru a asigura siguranța și eficiența acestor butelii pe toată durata lor de viață.

Înțelegerea acestor aspecte aleCilindru SCBACapacitatea va ajuta la asigurarea utilizării sigure și eficiente în medii dificile, unde fiecare minut de aer respirabil poate face diferența.