Смешение газов для подводного плавания

См. Также: Смешивание газов

Система смешивания газов с парциальным давлением воздуха, кислорода и гелия

Компрессорная установка непрерывного смешивания Nitrox

Регуляторы, подающие контролируемый поток кислорода и гелия в систему непрерывного смешивания тримикса или найтрокса.

Смешение газов для подводного плавания (или смешивание газов) — это заполнение баллонов для дайвинга , не содержащими воздух, газами такими как найтрокс , тримикс и гелиокс . Использование этих газов обычно предназначено для повышения общей безопасности запланированного погружения за счет снижения риска декомпрессионной болезни и/или азотного наркоза , а также может облегчить дыхание .

Заполнение баллонов смесью газов представляет опасность как для наполнителя, так и для водолаза. Во время наполнения существует риск возгорания из-за использования кислорода и риск взрыва из-за использования газов под высоким давлением. Состав смеси должен быть безопасен для глубины и продолжительности планируемого погружения. Если концентрация кислорода слишком низкая, дайвер может потерять сознание из-за гипоксии , а если концентрация слишком богатая, дайвер может страдать от кислородного отравления . Концентрация инертных газов, таких как азот и гелий, планируется и проверяется во избежание азотного наркоза и декомпрессионной болезни.

Используемые методы включают периодическое смешивание под парциальным давлением или по массовой доле, а также процессы непрерывного смешивания. Готовые смеси анализируются на состав в целях безопасности пользователя. Законодательство может потребовать от газовых смесителей доказать свою компетентность при заправке для других лиц.

Приложение

газовые смеси, отличные от обычного атмосферного воздуха (21% кислорода , 78% азота , 1% газовых примесей). Для некоторых видов дайвинга можно с успехом использовать при условии, что дайвер умеет ими пользоваться. Наиболее часто используемой смесью является найтрокс , также называемый обогащенным воздухом-найтроксом (EAN), который представляет собой воздух с дополнительным содержанием кислорода, часто с 32% или 36% кислорода и, следовательно, с меньшим количеством азота, что снижает риск декомпрессионной болезни или позволяет более длительное воздействие. одинаковому давлению при равном риске. Пониженное содержание азота также может позволить не делать остановок, сократить время декомпрессионных остановок или сократить интервал между погружениями на поверхности. Распространенным заблуждением является то, что найтрокс может уменьшить наркоз , но исследования показали, что кислород также является наркотиком.

Повышенное парциальное давление кислорода из-за более высокого содержания кислорода в найтроксе увеличивает риск кислородной токсичности, которая становится неприемлемой ниже максимальной рабочей глубины смеси. Для замены азота без увеличения концентрации кислорода можно использовать другие газы-разбавители, обычно гелий , когда образующаяся трехгазовая смесь называется тримиксом , а когда азот полностью замещается гелием, гелиоксом .

При погружениях, требующих длительных декомпрессионных остановок, дайверы могут иметь при себе баллоны, содержащие различные газовые смеси для различных этапов погружения, обычно обозначаемые как «Дорожный», «Доновой» и «Декомпрессионный газы». Эти различные газовые смеси можно использовать для увеличения времени пребывания на дне, уменьшения наркотического эффекта инертного газа и сокращения декомпрессии времени .

Опасности

Существует несколько опасностей, связанных со смешиванием газов:

• Баллоны заполнены газом под высоким давлением . есть какие-либо повреждения или коррозия , это тот случай, когда они, скорее всего, потерпят конструктивный отказ. Если в сосуде под давлением или клапанах цилиндра
• кислород поддерживает горение ; если он вступает в контакт с топливом и нагревается, существуют три компонента пожара . Пожары в присутствии высоких концентраций кислорода горят более интенсивно, чем в воздухе. Пожар в присутствии газа под высоким давлением может привести к выходу из строя баллонов.
• используется другое оборудование высокого давления, такое как кнуты, компрессоры, газовые баллоны и клапаны, которые могут привести к травмам в случае сброса давления или механического повреждения под давлением.
• существует опасность возгорания источников топлива и электроэнергии компрессора
• существует опасность травмирования движущимися частями компрессора.
• существует возможность удушья из- за присутствия в замкнутом пространстве больших концентраций газов, не содержащих кислорода, таких как гелий

С помощью газовых блендеров можно создавать токсичные и опасные для дайверов газовые смеси. Слишком много или слишком мало кислорода в смеси может быть фатальным для дайвера. Анализаторы кислорода используются для измерения содержания кислорода в смеси после смешивания. Неправильное смешивание может привести к неточному анализу. Чтобы гарантировать, что конечный пользователь знает состав газа, его содержимое анализируется в присутствии дайвера, который подтверждает содержание, подписывая журнал.

Вполне возможно, что токсичные загрязнители, такие как окись углерода или углеводородные смазочные материалы , попадут в цилиндры из воздушного компрессора для дайвинга . Обычно это проблема, связанная с обслуживанием компрессора или расположением входа воздуха в компрессор, хотя это может быть и из других источников.

Токсичные примеси также могут попасть в дыхательную смесь, если какой-либо материал внутри смесительных клапанов или труб горит, например, когда происходит адиабатический нагрев при декантации или повышении подачи кислорода.

кислорода

При наличии больших объемов кислорода под высоким давлением один угол пожарного треугольника существует в достаточной мере. Крайне важно, чтобы двум другим углам не было позволено существовать.

Внутри смесительное оборудование и водолазные баллоны должны быть очищены от кислорода; все топливо и частицы, которые могут быть источниками возгорания, должны быть удалены. Материалы, выбранные для использования в клапанах, соединениях и компрессорах, должны быть совместимы с кислородом: они не должны гореть или быстро разлагаться в средах с высоким содержанием кислорода.

При смешивании газов высокие температуры легко получить за счет адиабатического нагрева, просто перекачивая газ под высоким давлением в трубы или цилиндры с более низким давлением. Давление падает, когда газ выходит из открытого клапана, но затем увеличивается, когда газ сталкивается с препятствиями, такими как цилиндр или изгиб, сужение или частицы в трубопроводе.

Один простой способ уменьшить нагрев при декантации — медленно открывать клапаны. При использовании чувствительных клапанов, таких как игольчатые клапаны , газ можно медленно пропускать через клапан, так что повышение давления на стороне низкого давления происходит медленно. Трубопроводы, соединения и клапаны в системе смешивания должны быть спроектированы так, чтобы свести к минимуму резкие изгибы и внезапные сужения. Иногда в трубопроводах присутствуют петли на 360 градусов для уменьшения вибрации .

Помещения, где смешивается газ или хранится кислород, должны хорошо вентилироваться во избежание высоких концентраций кислорода и риска возгорания.

Смешивание найтрокса

С найтроксом существует несколько методов смешивания газов:

• Смешивание за счет парциального давления: в цилиндр подается измеренное давление кислорода , и цилиндр «заправляется» воздухом из воздушного компрессора для дайвинга . Для смесей с содержанием кислорода 40% и более качество подаваемого воздуха должно подходить для работы с кислородом. Обычно это достигается за счет использования масла подходящего сорта и дополнительного линейного фильтра (гиперфильтра) для снижения остаточного загрязнения масла в сжатом воздухе до более строгих требований к смешиванию с газами с высоким парциальным давлением кислорода. В некоторых странах по закону требуются баллоны, используемые для смешивания при парциальном давлении и для смесей с содержанием кислорода более 40%. необходимо очистить для работы с кислородом. В Южной Африке баллон, который будет использоваться для смесей с высоким парциальным давлением кислорода, должен быть очищен перед вводом в эксплуатацию.
• Декантация предварительной смеси: поставщик газа предоставляет большие баллоны с популярными смесями, такими как 32% и 36%.
• Смешивание путем непрерывного смешивания: регулируемый поток кислорода подается в статический смеситель с воздухом, анализируется и подается на вход компрессора. Компрессор и особенно компрессорное масло должны быть пригодны для такого обслуживания. Если доля кислорода составляет менее 40 %, в некоторых странах не требуется очистка баллона и клапана для работы с кислородом.
• Смешивание по массовой доле: кислород добавляется в частично полный баллон, который точно взвешивается до получения необходимой смеси.
• Смешивание путем разделения газов : мембрана, проницаемая для азота , используется для удаления некоторых более мелких молекул азота из воздуха низкого давления до тех пор, пока не будет получена необходимая смесь. Полученный найтрокс низкого давления затем закачивается в цилиндры компрессором.

Смешивание гелиевых смесей

Газоанализатор Trimix, показывающий парциальные давления кислорода и гелия

Смеси гелия могут быть приготовлены путем смешивания при парциальном давлении, смешивания массовых долей или прессования предварительной смеси, смешанной при атмосферном давлении (непрерывное смешивание).

Смешивание при парциальном давлении

Газ смешивается путем декантации или сжатия составляющих газов в баллоне высокого давления, измеряется по парциальному давлению, добавляется последовательно и корректируется по температуре.

При использовании тримикса измеренное давление кислорода и гелия перекачивается в цилиндр, который «заправляется» воздухом из компрессора подводного газа, в результате чего образуется трехгазовая смесь кислорода, гелия и азота. Альтернатива состоит в том, чтобы сначала перелить гелий в баллон, а затем долить в него известную смесь найтрокса до рабочего давления . И NAUI , и TDI предлагают курсы с использованием тримикса, который они называют «гелитрокс», смешанного последним методом, который ограничивает долю гелия примерно до 17–20%. Смеси, приготовленные путем смешивания гелия с найтроксом, содержащим около одной трети кислорода, такие как EAN32 (обычный предварительно смешанный найтрокс), обладают тем желательным свойством, что при максимальной рабочей глубине для парциального давления кислорода 1,4 бар их эквивалентная наркотическая глубина всегда составляет примерно 32 метров (105 футов), безопасный предел.

При использовании гелиокса измеренное давление кислорода и гелия декантируется или закачивается в цилиндр, в результате чего образуется двухгазовая смесь кислорода и гелия.

При использовании heliair измеренное давление гелия перекачивается в цилиндр, который «дополняется» воздухом из компрессора подводного газа, в результате чего образуется трехгазовая смесь кислорода, гелия и азота с соотношением азот: кислород, фиксированным на уровне 4. :1.

Смешивание массовых фракций

См. Также: Смешение газов § Смешение массовой доли.

Для смешивания массовых фракций требуются точные весы, которые предпочтительно должны иметь возможность установки на ноль, когда пустой цилиндр, соединенный с наполняющим венчиком, стоит на весах.

Массы смешиваемых газов необходимо рассчитывать на основе конечного соотношения парциальных давлений и общего давления, а баллон наполнять до соответствующего веса, соответствующего добавленному весу каждого компонента. Преимущество этой системы в том, что температура не влияет на точность, так как во время процесса не измеряется давление. Недостаток заключается в том, что гелий имеет гораздо меньшую плотность, чем другие компоненты, и небольшая ошибка в измерении массы гелия приведет к относительно большой ошибке в составе.

Непрерывное смешивание и сжатие

Трубки для смешивания найтрокса и тримикса на входе компрессора с анализаторами кислорода

Принцип

Непрерывное смешивание — это процесс добавления компонентов газовой смеси в непрерывный процесс с последующим сжатием смеси в цилиндр для хранения. Цель состоит в том, чтобы подавать компоненты газов на впуск компрессора непрерывным потоком под давлением, соответствующим конструкции компрессора, уже смешанными в соответствии с правильными спецификациями. Обычно для этого требуется оборудование для мониторинга и управления потоком входных газов, которые обычно подаются из баллонов-хранилищ высокого давления. за исключением воздуха, который обычно забирается из окружающей среды.

Смешение газов

Принципиальная схема смесительной трубки с кислородными датчиками для непрерывного смешивания тримикса. В этом примере смесь Tx16/50

Большинство компрессоров дыхательного газа высокого давления предназначены для приема всасываемого газа при нормальном атмосферном давлении. Одним из обычных компонентов дыхательных газовых смесей для дайвинга является атмосферный воздух, поэтому удобно смешивать газы при атмосферном давлении в приспособлении к компрессору, называемом смесительной трубкой или смесительной палочкой . Смесительная трубка представляет собой разновидность статического смесителя и может быть сконструирована различными способами при условии, что она не ограничивает поток чрезмерно и адекватно перемешивает газы перед анализом и перед подачей в компрессор. Успешно используется широкий спектр трубок для смешивания промышленного и домашнего изготовления.

Одной из популярных конфигураций смесительной трубки является трубка большого диаметра с рядом внутренних перегородок, которые создают турбулентность смеси после точки впрыска, что вызывает довольно быстрое перемешивание до однородной смеси, которую затем можно непрерывно анализировать с помощью контрольного прибора перед дальнейшей обработки или могут быть непосредственно обработаны и проанализированы позже из резервуара для хранения. Непрерывный анализ позволяет регулировать скорость потока добавляемых газов, чтобы скорректировать смесь, если она отклоняется от спецификации. Постан-анализ затрудняет коррекцию. Добавление компонентов может осуществляться последовательно или вместе. Их сложение означает, что смешивание производится один раз, а это снижает потери давления во впускной системе. Важно тщательно перемешать газы перед анализом, так как тогда анализ будет более надежным. Также крайне желательно обеспечить, чтобы содержание кислорода во всасываемых газах не изменялось значительно с течением времени по соображениям безопасности, поскольку компрессор, вероятно, будет безопасен только для ограниченной фракции кислорода.

Непрерывное смешивание путем последовательного добавления кислорода и гелия позволяет использовать изменение парциального давления кислорода в качестве показателя для измерения содержания гелия. Сначала добавляют кислород и измеряют PO ₂ после смешивания, затем во вторую смесительную трубку добавляют гелий и измеряют PO ₂ на выходе после смешивания. Разницу в PO ₂ можно использовать для расчета PHe, или, наоборот, желаемые парциальные давления продукта тримикса можно использовать для расчета PO ₂ для стадий найтрокса и тримикса смеси.

Пример:

Желаемый продукт: 50% гелий, 16% кислород, остальное азот (34%). PO ₂ после добавления гелия должно составлять 0,16 бар, если потеря давления незначительна.

Соотношение кислорода к азоту должно составлять 16:34, что дает 16/(16+34) = 32% кислорода или 0,32 бар PO ₂ для найтрокса.

На эти значения будут влиять потери давления в смесительных трубках, поэтому может потребоваться некоторая эмпирическая калибровка.

Расход газа обычно контролируется промышленным газовым регулятором на баллоне и может измеряться промышленным расходомером . Измерение расхода может заменить анализ смешанного газа, но, как правило, менее точно при прогнозировании подаваемой смеси из-за изменений температуры и эффективности подачи газа компрессором, которая может меняться по мере изменения давления нагнетания.

Смесь газов на входе в компрессор будет иметь давление немного ниже атмосферного из-за потерь в смесительной трубке. Это может сделать невозможным использование некоторых типов аналитических приборов, которые полагаются на поток газа через прибор, управляемый давлением измеряемого газа. Кислородные датчики также чувствительны к перепаду давления, поскольку они непосредственно измеряют парциальное давление, и это может привести к тому, что смесь станет более богатой, чем предполагалось, поскольку поток кислорода может быть установлен на парциальное давление, соответствующее атмосферному давлению, в то время как измеряемая смесь находится на уровне более низкое давление. Это можно компенсировать, используя небольшой пробоотборный насос, откачивающий газ из смесительной трубки и подающий его к приборам, или допуская пониженное входное давление для анализа кислорода с помощью встроенной сенсорной ячейки. Для этого потребуется вакуумметр, измеряющий падение давления или абсолютное давление на датчике. Парциальное давление кислорода должно быть правильным как доля абсолютного давления в точке измерения.

Сжатие

Многие компрессоры высокого давления, используемые для дыхательных газов, подходят для сжатия смесей дыхательных газов, содержащих умеренные доли кислорода и гелия, но следует проконсультироваться с производителем относительно ограничений для обоих газов. Сжатие смесей с высокой долей кислорода представляет собой повышенную пожароопасность, и смазка компрессора должна быть совместима, чтобы минимизировать этот риск. Гелий создает совершенно иную проблему, поскольку он полностью инертен и не создает непосредственной опасности возгорания, но при сжатии его температура повышается больше, чем у кислорода и азота, что может привести к перегреву компрессора, предназначенного для воздуха. В конечном итоге это может привести к проблемам со смазкой компрессора и подшипниками, а если доля кислорода также высока, это увеличит опасность пожара. К счастью, в большинстве смесей Trimix доля кислорода обратно пропорциональна доле гелия, что снижает вероятность возникновения этой проблемы.

Анализ микса

Смешанный газ необходимо проанализировать перед использованием, поскольку неточное предположение о составе может привести к проблемам гипоксии или кислородной токсичности в случае анализа кислорода, а также к декомпрессионной болезни, если компоненты инертного газа отличаются от запланированного состава. Анализ фракции кислорода обычно проводится с использованием электрогальванического датчика кислорода , тогда как анализ фракции гелия обычно выполняется путем сравнения теплопередачи между анализируемым газом и стандартным образцом.

Дозаправка воздухом

Дозаправка воздухом или воздушная верхняя часть — это заполнение баллона, содержащего газовую смесь, сжатым воздухом либо до рабочего давления баллона, либо до любого произвольного или расчетного нижнего давления. В принципе это то же самое, что и заключительная стадия смеси парциального давления, и состав полученной смеси можно рассчитать заранее с использованием аналогичного метода или просто проанализировать после дозаправки, в зависимости от того, является ли точный анализ важно для плана погружения или нет.

и

Чтобы избежать кислородной токсичности и наркоза , дайверу необходимо спланировать необходимую смесь для смешивания и проверить пропорции кислорода и инертных газов в смешанной смеси перед погружением. Обычно допуск на содержание каждой конечной фракции компонента газа должен находиться в пределах +/- 1% от требуемой фракции. Приборы для анализа, обычно используемые в газовых блендерах для любительского/технического дайвинга, обычно имеют разрешение 0,1% как для кислорода, так и для гелия.

Расчет состава

При смешивании смесей с давлением примерно до 230 бар (3300 фунтов на квадратный дюйм) закон идеального газа обеспечивает разумное приближение, и можно использовать простые уравнения для расчета давления каждого компонента газа, необходимого для создания смеси. При этом давлении и нормальной температуре воздух отклоняется от линейности примерно на 5%, например, 10-литровый баллон, наполненный воздухом под давлением 230 бар, содержит только около 95% ожидаемых 2300 литров свободного воздуха. Выше этого давления состав конечной смеси трудно предсказать с помощью простых уравнений, но требуется более сложное уравнение Ван-дер-Ваальса .

газа

Смешивание при парциальном давлении с использованием расчетов идеального газа довольно просто. Требуемая смесь выбирается либо как лучшая смесь , которая оптимизирует преимущества декомпрессии для приемлемого воздействия кислорода на основе запланированного профиля погружения, либо выбирается из ряда стандартизированных смесей, подходящих для диапазона глубин и времени, либо оптимизирована в соответствии с доступным газом. запасы или другие ограничения. Смесь указывается в виде газовых фракций составляющих газов, и принято указывать тип (найтрокс, тримикс или гелиокс) и состав в виде объемных процентов кислорода, гелия, если он присутствует, и азота. Остаток азота не всегда конкретно указывается и считается остатком.

Примеры:

• «Tx 20/40» (или Tx 20/40/40) будет представлять собой смесь тримикса с 20% кислорода, 40% гелия и оставшимися 40% азота. Это подходит для глубины до 60 метров (200 футов), если парциальное давление кислорода должно быть ограничено до 1,4 бар. Это нормоксичная смесь, которую можно безопасно использовать на поверхности.
• «He/O ₂ 12/88» будет смесью гелиокса с 12% кислорода и 88% гелия. Этот газ будет использоваться при коммерческом дайвинге на глубине примерно до 100 метров (330 футов), в зависимости от продолжительности, но не может использоваться на глубине менее 7 метров (23 фута) без риска гипоксии.
• «Найтрокс 32», или EAN 32, представляет собой смесь найтрокса с 32% кислорода и 68% азота. Это популярная рекреационная смесь для погружений на глубину до 33 метров (108 футов).

Азот в смеси почти всегда обеспечивается путем дозаправки цилиндра воздухом до давления наполнения. Весь гелий и часть кислорода получают путем декантации или наддува из объемных баллонов.

Количество гелия, которое необходимо декантировать, рассчитать очень просто: умножьте желаемую газовую долю гелия (F _He ) на общее давление наполнения (P _tot ), чтобы получить парциальное давление гелия (P _He ). В случае Tx 20/40 в баллоне на 230 бар это будет 230 бар x 40% = 92 бар (или для заполнения с давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм потребуется 3000 x 40% = 1200 фунтов на квадратный дюйм гелия).

Количество кислорода рассчитать сложнее, поскольку оно получается из двух источников: добавленного кислорода и пополнения запаса воздуха. Однако весь азот обеспечивается за счет пополнения воздуха, поэтому парциальное давление азота рассчитывается аналогично гелию, что позволяет рассчитать давление воздуха, предполагая, что азот составляет 79% от давления. воздух. В примере Тх 20/40 доля азота равна 100% - (20% + 40%) = 40%. Таким образом, требуемое парциальное давление азота составляет 230 бар x 40 % = 92 бар, поэтому давление подпитки воздухом составляет 92 бар/79 % = 116 бар (для заполнения 3000 фунтов на квадратный дюйм это будет 3000 x 40 % / 79 % = 1500 фунтов на квадратный дюйм воздуха). Оставшееся давление 230 бар – 92 бар – 116 бар = 22 бар представляет собой добавленное давление кислорода, необходимое для смеси (для заполнения под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм это будет 3 000 – 1 200 — 1 500 = 300 фунтов на квадратный дюйм кислорода).

газовые

Дополнительная информация: константы Ван дер Ваальса (страница данных) и коэффициент сжимаемости § Сжимаемость воздуха.

Сравнение сжимаемости и давления типичных дыхательных газов для дайвинга при температуре 293 К (20 ° C)

При давлениях выше примерно 200 бар сжатие газов начинает отклоняться от законов идеального газа, и, следовательно, при смешивании при парциальном давлении необходимо учитывать, что газы, добавленные при более высоком давлении, будут обеспечивать меньшую объемную долю, чем газы, добавленные при более низком давлении, и эти отклонения от линейности будет варьироваться в зависимости от газа. Расчеты смесей с парциальным давлением при высоком давлении могут потребовать использования уравнения Ван-дер-Ваальса . Это не влияет на предварительно смешанные газы, которые сохраняют соотношение компонентов смеси при любом давлении, поэтому эта проблема не влияет на непрерывное смешивание.

И азот, и кислород сжимаются относительно линейно и приближаются к идеальному газу при гораздо более высоких давлениях, чем гелий, давление которого значительно отклоняется даже ниже 200 бар. Смеси воздуха и найтрокса можно без существенной погрешности приблизить к идеальным примерно до 230 бар при нормальных температурах.

Эффекты

Повышение температуры при заполнении затрудняет точную декантацию или откачку отмеренного количества газа на основе измерения давления. Когда баллоны наполняются газом быстро, обычно за 10–60 минут на заправочной станции для дайвинга, газ внутри нагревается, что увеличивает давление газа по сравнению с его массой. Когда баллон охлаждается, давление газа падает, что приводит к уменьшению объема пригодного для дыхания газа, доступного дайверу.

Есть несколько решений этой проблемы:

• наполните баллон до необходимого давления, дайте баллону остыть и измерьте давление газа, а затем повторяйте процесс до тех пор, пока не будет достигнуто правильное давление. Необходимый интервал охлаждения зависит от температуры окружающей среды. Этот шаг необходимо выполнить для каждого компонента смеси.
• заполнить цилиндры на водяной бане. Более высокая теплопроводность воды по сравнению с воздухом означает, что тепло в цилиндре быстрее отводится из цилиндра по мере его наполнения. Для получения точных результатов заполнение должно происходить достаточно медленно, чтобы избежать значительного повышения температуры. Это очень медленно.
• заполните баллоны на 5–20 % больше газа (по показаниям давления), чем требуется. Если переполнение (давление в горячем состоянии) хорошо оценено, то при охлаждении цилиндра конечное давление будет в пределах допуска требуемого давления. Это относительно быстро, но требует здравого смысла, основанного на опыте, или измерения температуры газов в цилиндре после каждого этапа смешивания, а также необходимо внести поправки, чтобы учесть влияние температуры.

Газовый анализ

Анализ смеси тримикса с помощью портативного гелиевого анализатора

Две кислородные ячейки, используемые в анализаторах кислорода для газа для дайвинга.

Анализатор кислорода и гелия для дыхательного газа для дайвинга

Прежде чем газовая смесь покинет станцию ​​смешивания и перед тем, как дайвер вдохнет из нее, следует проверить долю кислорода в смеси. Обычно электрогальванические датчики кислорода . для измерения доли кислорода используются Также существуют анализаторы гелия , хотя они в настоящее время дороги, которые позволяют дайверу Тримикса определять долю гелия в смеси.

Важно перед анализом тщательно перемешать газовую смесь в баллоне, иначе результаты будут неточными. Когда смешение парциального давления или массы производится при низких скоростях потока, газы, поступающие в цилиндр, движутся недостаточно быстро, чтобы обеспечить хорошее смешивание, и особенно, когда смеси содержат гелий, они могут иметь тенденцию оставаться слоями из-за разницы в плотности. Это называется стратификацией, и, если оставить ее достаточно долго, диффузия обеспечит полное перемешивание. Однако если газ необходимо анализировать вскоре после смешивания, рекомендуется механическое перемешивание. Это можно сделать, положив один цилиндр на плоскую поверхность и прокатав его на короткое время, но близнецы чаще всего переворачивают несколько раз. Расслоение более выражено для смесей, содержащих гелий, но также может привести к неточному анализу смесей найтрокса.

Надежные характеристики количества перемешивания, необходимого для полного смешивания, отсутствуют, но если анализ остается одинаковым до и после перемешивания, газ, вероятно, полностью перемешан. После смешивания газ не расслаивается со временем.

Идентификация содержимого баллона

Этикетка, идентифицирующая содержимое баллона по типу газа и составной фракции, может потребоваться по закону и полезна для пользователя как запись о том, какая смесь в последний раз анализировалась в баллоне. Подробная информация о формате этикетки и цветовой кодировке баллона зависит от юрисдикции.

Поставки газа

В Великобритании и Южной Африке кислород и гелий закупаются у коммерческих поставщиков промышленных и медицинских газов и обычно поставляются в баллонах типа «J» емкостью 50 литров при максимальном давлении 200 бар. Помимо стоимости газа, может взиматься плата за аренду и доставку баллонов.

«Каскадная система» используется для экономичной декантации из банки баллонов-хранилищ, чтобы из банки было удалено максимально возможное количество газа. Это включает в себя заполнение водолазного баллона путем сцеживания из баллона с наименьшим давлением, которое превышает давление водолазного баллона, а затем последовательно из следующего баллона с более высоким давлением, пока водолазный баллон не заполнится. Система максимально увеличивает использование банковского газа низкого давления и сводит к минимуму использование банковского газа высокого давления.

Небольшой портативный бустерный насос для дыхательного газа высокого давления

Подкачивающие насосы , такие как насос Haskel, можно использовать для удаления остатков дорогих газов из почти пустых баллонов, позволяя безопасно перекачивать газы низкого давления в баллоны, уже содержащие газ под более высоким давлением.

Обучение и компетентность в области газовых смесей

Сертификационная карта газового смесителя CMAS-ISA

Сертификационная карта оператора компрессора CMAS-ISA

Обучение и сертификация по смешиванию газов для подводного плавания проводятся некоторыми агентствами по обучению дайверов. и может потребоваться в соответствии с национальным законодательством или стандартами. ISO 13293 устанавливает минимальные стандарты обучения газовых смесителей для оказания услуг по любительскому дайвингу на двух уровнях. Газовый смеситель уровня 1 способен смешивать найтрокс и работать с кислородом, воздухом и найтроксом, т. е. газовый смеситель найтрокса, а газовый смеситель уровня 2 также способен смешивать газы, содержащие гелий и аргон, то есть газовый смеситель тримикс.

Газосмеситель в соответствии с уровнем 1 стандарта ISO 13293 должен быть компетентным для смешивания дыхательного газа Найтрокс, а в соответствии с уровнем 2 — для смешивания любых газов, охватываемых стандартом, который в основном включает в себя дыхательный газ тримикс. Они должны быть компетентными в смешивании, измерении состава, маркировке баллона и регистрации конкретных смесей в соответствии со спецификациями состава и давления в совместимом баллоне высокого давления. Кислородная очистка и обслуживание оборудования, консультирование дайвера по использованию газа и установление рабочих параметров газа выходят за рамки этой конкретной компетенции.

См. также

• Бустерный насос - машина для повышения давления жидкости.
• Дыхательный газ - газ, используемый для дыхания человека.
• Каскадная система наполнения – заполнение сжатым газом из ряда баллонов-хранилищ.
• Гелиокс – дыхательный газ, смешанный из гелия и кислорода.
• Найтрокс – дыхательный газ, смесь азота и кислорода.
• Статический смеситель - устройство для смешивания двух жидких материалов в трубке, содержащей ряд перегородок.
• Тримикс (дыхательный газ) – дыхательный газ, состоящий из кислорода, гелия и азота.

Внешние ссылки

• СМИ, связанные со смешиванием газов для подводного плавания, на Викискладе?