Определение потребной вентиляции шлема для удаления водяных паров

Потребный расход газа для вентиляции шлема в зависимости от заданной относительной влажности в нем определяется по известной формуле

W = 100g/(е − е_вх), (1.26^/)

где g − количество влаги, выделяемой человеком в единицу времени с выдыхаемым воздухом;  − заданная относительная влажность в %; е − абсолютное влагосодержание при насыщении воздуха при заданной температуре в шлеме; е_вх − абсолютное влагосодержание подаваемого в шлем газа.

Абсолютное влагосодержание воздуха не зависит от давления и является функцией только его температуры.

Пример: Температура в шлеме Т = 293 К, температура выдыхаемого воздуха T^т = 310 К, «высота» шлеме Н = 0 и 10 км, давление на этих высотах р₀ = 101,3 кПа и р₁₀ = 26,4 кПа соответственно (см. табл. В1), Q_R = 20 л/мин, парциальное давление водяных паров в легких р_Н2О = 6,3 кПа, относительная влажность в шлеме  = 60 %.

Абсолютная влажность насыщенного при температуре 37С выдыхаемого газа е₃₇ = 43,8 г/м³ (Приложение, табл. 4), а при температуре в шлеме 20С е = е₂₀ = 17,9 г/м³. Легочная вентиляция на высоте 0 км, приведенная к условиям NTPD, = Q_RT(р₀ − )/(Т^тр₀) = 17,7 л/мин, а на высоте 10 км Q_R10 = Q_RT(р₁₀ − )/(Т^тр₀) = 3,8 л/мин.

Масса влаги выдыхаемой в единицу времени на этих высотах равна соответственно е₃₇Q_R0, е₃₇Q_R10. По формуле (1.21^/) потребный расход вентилирующего газа на нулевой высоте

W₀ = 100e₃₇Q_R0/(e₂₀) = 72,3 л/мин,

При «высоте» в ГШ 10 км

W₀ = 100e₃₇Q_R10/(e₂₀) = 15,3 л/мин,

1.14. Расход кислорода на наддув камер вкк

Потребное соотношение избыточных давлений

 = (р_к – р_Н)/ р_изб (1.24)

в камерах ВКК и полости дыхания зависит от их конструкции. На рис.12 показаны схемы двух типов камер: а – с трубчатой камерой и б – с секционной камерой. Для первых  = 5…10, для вторых – 1…3.

По закону Бойля – Мариотта для газа, содержащегося в наддутых камерах справедливо равенство р_кV_к = р₀V₀, где V₀ – объём этого газа при нормальном давлении р₀. Отсюда V₀ = р_кV_к / р₀. Из формулы (16.1) р_к = /р_изб + р_Н. Из этих двух последних формул

V₀ = V_к(/р_изб + р_Н) / р₀. (1.22)

Перед наддувом объём камер составляет примерно 25% от их объёма в наддутом состоянии, следовательно при нормальном давлении газ, содержащийся в камерах перед наддувом, имеет объём 0,25V_к р_каб /р₀, где

р_каб – давление в кабине до разгерметизации. Вычитая этот объём из V₀, найдём действительный объём газа, необходимого для наддува камер ВКК:

Время наддува должно быть мало 2…3 с, следовательно потребный объём газа

. (1.23)

Расход газа

Q = , (1.24)

где t_н – время наддува.

По опыту проектирования объём наддутых камер ВКК с трубчатыми камерами – 7…10 л, с секционными – 15…30 л.

Пример: Н = 16 км, ВКК с трубчатыми камерами, V_к = 10 л,  = 7,

t_н =2 с, р₀ = 101,3 кПа; р_каб = р₇ = 41,1 кПа; р₁₆ = 10,4 кПа;

р_изб = р₁₂ − р₁₆ = 19,4 − 10,4 = 9 кПа; По формулам (1.27) и (1.28)

Глава 2. Кислородные системы

Кислородные системы включают три подсистемы: источник кислорода (ИК), кислородно-дыхательную аппаратуру (КДА) и часть высотного снаряжения (КМ или ГШ).

ИК

КДА

КМ, ГШ

ИК