การคำนวณระยะเวลาการจ่ายอากาศของถังคาร์บอนไฟเบอร์

การแนะนำ

กระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรม รวมถึงการดับเพลิง, SCBA (เครื่องช่วยหายใจแบบมีถังอากาศในตัว), การดำน้ำ และการใช้งานในอุตสาหกรรม ปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งสำหรับผู้ใช้คือการรู้ว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มนานแค่ไหนกระบอกสูบสามารถจ่ายอากาศได้ บทความนี้จะอธิบายวิธีการคำนวณระยะเวลาการจ่ายอากาศโดยอิงจากกระบอกสูบปริมาณน้ำ แรงดันการทำงาน และอัตราการหายใจของผู้ใช้งาน

ความเข้าใจกระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์s

กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ประกอบด้วยแผ่นซับด้านใน ซึ่งโดยทั่วไปทำจากอะลูมิเนียมหรือพลาสติก หุ้มด้วยคาร์บอนไฟเบอร์หลายชั้นเพื่อเพิ่มความแข็งแรง แผ่นซับนี้ออกแบบมาเพื่อกักเก็บอากาศอัดที่แรงดันสูง ในขณะที่ยังคงน้ำหนักเบาและทนทาน ข้อกำหนดหลักสองประการที่มีผลต่อระยะเวลาการจ่ายอากาศ ได้แก่:

• ปริมาณน้ำ (ลิตร): หมายถึงความจุภายในของกระบอกสูบเมื่อเต็มไปด้วยของเหลว แม้ว่าจะใช้เพื่อกำหนดปริมาณการเก็บอากาศก็ตาม
• แรงดันการทำงาน (บาร์ หรือ PSI): แรงกดดันที่เกิดขึ้นกระบอกสูบเต็มไปด้วยอากาศ โดยทั่วไปคือ 300 บาร์ (4,350 psi) สำหรับการใช้งานแรงดันสูง

การคำนวณระยะเวลาการจ่ายอากาศแบบทีละขั้นตอน

เพื่อกำหนดว่า ac นานแค่ไหนกระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์สามารถให้ลมได้ โดยทำตามขั้นตอนดังนี้

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดปริมาตรอากาศในกระบอกสูบ

เนื่องจากอากาศสามารถบีบอัดได้ ปริมาตรอากาศทั้งหมดที่เก็บไว้จึงมากกว่ากระบอกสูบปริมาตรน้ำ สูตรคำนวณปริมาตรอากาศที่เก็บไว้คือ:

เช่น หากมีกระบอกสูบมีปริมาณน้ำ 6.8 ลิตรและกแรงดันใช้งาน 300 บาร์, ปริมาตรอากาศที่มีอยู่คือ:

 ซึ่งหมายความว่าที่ความดันบรรยากาศ (1 บาร์)กระบอกสูบบรรจุอากาศได้ 2040 ลิตร

ขั้นตอนที่ 2: พิจารณาอัตราการหายใจ

ระยะเวลาของการจ่ายอากาศขึ้นอยู่กับอัตราการหายใจของผู้ใช้ ซึ่งมักวัดเป็นลิตรต่อนาที (L/min)ในการใช้งานดับเพลิงและ SCBA อัตราการหายใจขณะพักโดยทั่วไปคือ20 ลิตร/นาทีในขณะที่การออกแรงหนักสามารถเพิ่มเป็น40-50 ลิตร/นาที หรือมากกว่า.

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณระยะเวลา

ระยะเวลาการจ่ายอากาศคำนวณโดยใช้:

สำหรับนักดับเพลิงที่ใช้ลมที่40 ลิตร/นาที:

สำหรับผู้ที่กำลังพักผ่อนโดยใช้20 ลิตร/นาที:

ดังนั้นระยะเวลาจึงแตกต่างกันขึ้นอยู่กับระดับกิจกรรมของผู้ใช้

ปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อระยะเวลาของอากาศ

1. กระบอกสูบแรงดันสำรอง:แนวทางด้านความปลอดภัยมักแนะนำให้มีเงินสำรองไว้ โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ50 บาร์เพื่อให้มีอากาศเพียงพอสำหรับใช้ในกรณีฉุกเฉิน ซึ่งหมายความว่าปริมาณอากาศที่ใช้ได้จะน้อยกว่าความจุสูงสุดเล็กน้อย
2. ประสิทธิภาพของตัวควบคุม:ตัวควบคุมจะควบคุมการไหลของอากาศจากกระบอกสูบและรุ่นที่แตกต่างกันอาจส่งผลต่อการบริโภคอากาศจริง
3. สภาพแวดล้อม:อุณหภูมิที่สูงสามารถเพิ่มแรงดันภายในได้เล็กน้อย ในขณะที่สภาวะเย็นอาจทำให้แรงดันลดลงได้
4. รูปแบบการหายใจการหายใจตื้นๆ หรือหายใจแบบควบคุมสามารถเพิ่มปริมาณอากาศได้ ในขณะที่การหายใจเร็วจะทำให้ปริมาณอากาศลดลง

การประยุกต์ใช้งานจริง

• นักดับเพลิง: การรู้กระบอกสูบระยะเวลาช่วยในการวางแผนกลยุทธ์การเข้าและออกอย่างปลอดภัยระหว่างปฏิบัติการกู้ภัย
• คนงานอุตสาหกรรม:คนงานที่ทำงานในสภาพแวดล้อมอันตรายต้องพึ่งพาระบบ SCBA ซึ่งความรู้เกี่ยวกับระยะเวลาในอากาศที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ
• นักดำน้ำ:การคำนวณที่คล้ายคลึงกันใช้ได้ในสถานการณ์ใต้น้ำ ซึ่งการตรวจสอบอากาศที่จ่ายมาเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัย

บทสรุป

โดยการทำความเข้าใจปริมาณน้ำ แรงดันการทำงาน และอัตราการหายใจ ผู้ใช้สามารถประมาณระยะเวลาที่น้ำไหลผ่านได้กระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์จะจ่ายอากาศ ความรู้นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการใช้งานที่หลากหลาย แม้ว่าการคำนวณจะให้การประมาณการโดยทั่วไป แต่ควรคำนึงถึงสภาวะแวดล้อมจริง เช่น ความผันผวนของอัตราการหายใจ ประสิทธิภาพของตัวควบคุม และปริมาณอากาศสำรองด้วย