การคำนวณระยะเวลาการจ่ายอากาศของถังคาร์บอนไฟเบอร์

การแนะนำ

กระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการดับเพลิง SCBA (เครื่องช่วยหายใจแบบพกพา) การดำน้ำ และการใช้งานในอุตสาหกรรม ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งสำหรับผู้ใช้คือการทราบว่าชาร์จจนเต็มนานแค่ไหนกระบอกสูบสามารถจ่ายอากาศได้ บทความนี้จะอธิบายวิธีการคำนวณระยะเวลาจ่ายอากาศโดยอิงจากกระบอกสูบปริมาณน้ำ แรงดันการทำงาน และอัตราการหายใจของผู้ใช้งาน

ความเข้าใจกระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์s

กระบอกสูบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ประกอบด้วยซับในซึ่งโดยทั่วไปทำจากอลูมิเนียมหรือพลาสติก หุ้มด้วยคาร์บอนไฟเบอร์หลายชั้นเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ซับในได้รับการออกแบบให้กักเก็บอากาศอัดภายใต้แรงดันสูงในขณะที่ยังคงน้ำหนักเบาและทนทาน ข้อกำหนดหลักสองประการที่มีอิทธิพลต่อระยะเวลาการจ่ายอากาศ ได้แก่:

• ปริมาณน้ำ (ลิตร): หมายถึงความจุภายในของกระบอกสูบเมื่อเต็มไปด้วยของเหลวถึงแม้จะใช้เพื่อตรวจสอบปริมาณการเก็บอากาศก็ตาม
• แรงดันการทำงาน (บาร์ หรือ PSI): แรงกดดันที่กระบอกสูบเต็มไปด้วยอากาศ โดยทั่วไปคือ 300 บาร์ (4,350 psi) สำหรับการใช้งานแรงดันสูง

การคำนวณระยะเวลาการจ่ายอากาศแบบทีละขั้นตอน

เพื่อกำหนดระยะเวลาการใช้งานกระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์สามารถให้ลมได้ โดยทำตามขั้นตอนดังนี้:

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดปริมาณอากาศในกระบอกสูบ

เนื่องจากอากาศสามารถบีบอัดได้ ปริมาตรอากาศรวมที่เก็บไว้จึงมากกว่ากระบอกสูบปริมาตรน้ำของอากาศที่เก็บกักไว้ สูตรการคำนวณปริมาตรอากาศที่เก็บไว้คือ:

เช่น หากมีกระบอกสูบมีปริมาณน้ำ 6.8 ลิตรและกแรงดันใช้งาน 300 บาร์, ปริมาตรอากาศที่มีอยู่คือ:

 ซึ่งหมายความว่าที่ความดันบรรยากาศ (1 บาร์)กระบอกสูบบรรจุอากาศได้ 2,040 ลิตร

ขั้นตอนที่ 2: พิจารณาอัตราการหายใจ

ระยะเวลาของการจ่ายอากาศขึ้นอยู่กับอัตราการหายใจของผู้ใช้ ซึ่งมักวัดเป็นลิตรต่อนาที (L/min)ในการดับเพลิงและการใช้ SCBA อัตราการหายใจขณะพักโดยทั่วไปคือ20 ลิตร/นาทีขณะที่การออกแรงหนักอาจเพิ่มเป็น40-50 ลิตร/นาที หรือมากกว่า.

ขั้นตอนที่ 3: คำนวณระยะเวลา

ระยะเวลาการจ่ายอากาศคำนวณโดยใช้:

สำหรับนักดับเพลิงที่ใช้ลมที่40 ลิตร/นาที:

สำหรับคนที่กำลังพักผ่อนโดยใช้20 ลิตร/นาที:

ดังนั้นระยะเวลาจึงแตกต่างกันขึ้นอยู่กับระดับกิจกรรมของผู้ใช้

ปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อระยะเวลาการระบายอากาศ

1. กระบอกสูบแรงดันสำรอง:แนวทางด้านความปลอดภัยมักแนะนำให้มีสำรองไว้ โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ50 บาร์เพื่อให้มีอากาศเพียงพอสำหรับใช้ในกรณีฉุกเฉิน ซึ่งหมายความว่าปริมาณอากาศที่ใช้ได้จะน้อยกว่าความจุเต็มที่เล็กน้อย
2. ประสิทธิภาพของตัวควบคุม:ตัวควบคุมจะควบคุมการไหลของอากาศจากกระบอกสูบและรุ่นที่แตกต่างกันอาจส่งผลต่อการบริโภคอากาศจริง
3. สภาพแวดล้อมอุณหภูมิที่สูงอาจทำให้แรงดันภายในเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ในขณะที่สภาวะเย็นอาจทำให้แรงดันลดลง
4. รูปแบบการหายใจการหายใจตื้นหรือหายใจแบบควบคุมสามารถเพิ่มปริมาณอากาศได้ ในขณะที่การหายใจเร็วจะลดปริมาณอากาศลง

การประยุกต์ใช้งานจริง

• นักดับเพลิง: การรู้กระบอกสูบระยะเวลาช่วยในการวางแผนการเข้าและออกอย่างปลอดภัยในระหว่างการปฏิบัติการกู้ภัย
• คนงานภาคอุตสาหกรรม:คนงานในสภาพแวดล้อมอันตรายต้องพึ่งระบบ SCBA ซึ่งจำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับระยะเวลาหายใจที่แม่นยำ
• นักดำน้ำการคำนวณที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับการตั้งค่าใต้น้ำ ซึ่งการตรวจสอบปริมาณอากาศเป็นสิ่งสำคัญต่อความปลอดภัย

บทสรุป

โดยการทำความเข้าใจปริมาณน้ำ แรงดันการทำงาน และอัตราการหายใจ ผู้ใช้สามารถประมาณระยะเวลาที่น้ำจะไหลผ่านได้กระบอกสูบคาร์บอนไฟเบอร์จะจ่ายอากาศ ความรู้เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการใช้งานต่างๆ แม้ว่าการคำนวณจะให้การประมาณการโดยทั่วไป แต่ควรคำนึงถึงเงื่อนไขในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น ความผันผวนของอัตราการหายใจ ประสิทธิภาพของตัวควบคุม และการพิจารณาปริมาณอากาศสำรองด้วย