Cách tính dung tích bình khí SCBA: Tìm hiểu thời gian hoạt động của bình khí sợi carbon

Bình thở tự cung cấp (SCBA)rất quan trọng để cung cấp không khí thở cho lính cứu hỏa, nhân viên cứu hộ và các nhân viên khác làm việc trong môi trường nguy hiểm. Biết được thời gianBình khí SCBAViệc duy trì tuổi thọ của bình khí nén trong quá trình sử dụng là rất quan trọng để lập kế hoạch vận hành và đảm bảo an toàn. Thời gian hoạt động của bình khí nén phụ thuộc vào thể tích, áp suất và nhịp thở của người sử dụng. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách tính dung tích của bình khí nén.Bình khí SCBA, sử dụng một công thức đơn giản, đặc biệt chú ý đếnxi lanh composite sợi carbons, được sử dụng rộng rãi vì trọng lượng nhẹ và độ bền của chúng.

Bình khí SCBAKiến thức cơ bản: Thể tích và Áp suất

Bình khí SCBAs lưu trữ khí nén ở áp suất cao, thường được đo bằng bar hoặc pound trên inch vuông (PSI). Thể tích không khí bên trong xi lanh thường được tính bằng lít. Hai yếu tố chính quyết định lượng không khí có sẵn là:

• Thể tích xi lanh: Đây là kích thước bên trong của xi lanh, thường được biểu thị bằng lít (ví dụ: 6,8 lít hoặc 9 lít).
• Áp suất xi lanh: Áp suất mà không khí được lưu trữ, thường nằm trong khoảng từ 200 đến 300 barBình khí SCBAs.

Xi lanh composite sợi carbonBình thở này phổ biến trong các hệ thống SCBA vì chúng có khả năng chịu áp suất cao hơn (lên đến 300 bar) trong khi lại nhẹ hơn nhiều so với bình thép hoặc nhôm truyền thống. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho những tình huống người dùng cần di chuyển nhanh hoặc trong thời gian dài.

The Công thức tính thời lượng SCBA

Thời gian làm việc của mộtBình khí SCBAcó thể được tính toán bằng công thức sau:

• Con số “40” trong công thức thể hiện nhịp thở trung bình của một người trong điều kiện làm việc vừa phải. Nhịp thở này có thể thay đổi tùy thuộc vào cường độ làm việc của người dùng, nhưng 40 lít mỗi phút (L/phút) là con số tiêu chuẩn.
• Số “-10” ở cuối công thức là ngưỡng an toàn, đảm bảo người dùng có đủ thời gian thoát khỏi khu vực nguy hiểm trước khi không khí hết hẳn.

Ví dụ tính toán:

Chúng ta hãy tính thời gian làm việc của một bình 6,8 lítbình thở SCBA sợi carbon, áp suất lên tới 300 bar.

Trong ví dụ này,Bình khí SCBAsẽ cung cấp khoảng 35 phút không khí thở trước khi cần thay hoặc nạp lại. Tính toán này giả định hoạt động thể chất ở mức độ vừa phải, và thời gian sử dụng thực tế có thể thay đổi tùy theo người dùng vận động nhiều hay ít.

Các yếu tố ảnh hưởngctingBình khí SCBAKhoảng thời gian

Trong khi công thức cung cấp một ước tính cơ bản, một số yếu tố có thể ảnh hưởng

thời lượng thực tế của mộtBình khí SCBAđang sử dụng. Hiểu các biến số này là chìa khóa để đảm bảo hoạt động an toàn.

1. Tốc độ thở

Công thức này giả định một hơi thở trung bình

Tốc độ thở là 40 L/phút, tương ứng với hoạt động vừa phải. Trên thực tế, nhịp thở có thể dao động tùy thuộc vào khối lượng công việc của người dùng:

• Hoạt động thấp:Nếu người dùng đang nghỉ ngơi hoặc làm việc nhẹ, nhịp thở có thể thấp hơn, khoảng 20-30 L/phút, điều này sẽ kéo dài thời gian hoạt động của bình.
• Hoạt động cao:Trong quá trình hoạt động thể chất mạnh, chẳng hạn như chữa cháy hoặc cứu người, nhịp thở có thể tăng lên 50-60 L/phút hoặc hơn, làm giảm thời gian hoạt động của bình.

2. Áp suất xi lanh

Xi lanh áp suất cao hơn cung cấp nhiều không khí hơn cho cùng một thể tích.Xi lanh sợi carbons thường hoạt động ở áp suất lên đến 300 bar, so với bình thép hoặc nhôm, có thể bị giới hạn ở mức 200 bar. Áp suất cao hơn cho phépxi lanh sợi carbonđể chứa nhiều không khí hơn trong một gói nhỏ hơn, nhẹ hơn, kéo dài thời gian làm việc.

3. Biên độ an toàn

Biên độ an toàn được xây dựng vào công thức (-10 phút) đảm bảo rằng

Người dùng không bị hết không khí khi vẫn ở trong môi trường nguy hiểm. Điều quan trọng là phải tuân thủ khoảng đệm này khi tính toán thời gian làm việc và lập kế hoạch sử dụng không khí, đặc biệt trong những trường hợp đường thoát hiểm có thể mất vài phút để di chuyển.

T

Vai trò củaXi lanh sợi carbon composites

Xi lanh composite sợi carbonđã trở thành lựa chọn ưu tiên cho hệ thống SCBA nhờ thiết kế nhẹ và khả năng chịu áp suất cao. So với bình thép và nhôm,xi lanh sợi carboncung cấp một số lợi ích:

• Cân nặng: Xi lanh sợi carbonnhẹ hơn đáng kể so với thép, giúp dễ dàng mang theo và giảm mệt mỏi cho người dùng trong quá trình vận hành kéo dài.
• Áp suất cao hơn: Chúng có thể được nạp với áp suất lên tới 300 bar, cung cấp nhiều không khí hơn mà không làm tăng kích thước của xi lanh.
• Độ bền:Vật liệu composite sợi carbon cực kỳ bền, có khả năng chịu được áp suất cao đồng thời chống chịu được va đập và các yếu tố môi trường.

Thiết kế nhẹ đặc biệt quan trọng đối với nhân viên cứu hộ, những người cần di chuyển linh hoạt trong khi mang theo các thiết bị khác, chẳng hạn như dụng cụ chữa cháy hoặc thiết bị y tế. Mặc dù có nhiều ưu điểm,xi lanh sợi carbonđi kèm với một số yêu cầu bảo trì bổ sung, chẳng hạn như kiểm tra thủy tĩnh thường xuyên để đảm bảo chúng vẫn an toàn dưới áp suất.

Kiểm tra thủy tĩnh vàBình khí SCBABẢO TRÌ

Để duy trì độ tin cậy củaBình khí SCBAs, bao gồm cả các mẫu xe sợi carbon, việc bảo trì thường xuyên là điều cần thiết. Điều này bao gồm:

• Kiểm tra trực quan: Kiểm tra xem có hư hỏng nào không, chẳng hạn như vết nứt hoặc vết lõm, trước mỗi lần sử dụng.
• Kiểm tra thủy tĩnh: Sợi carbonBình khí SCBAThông thường, các bình chứa khí nén cần được kiểm tra thủy tĩnh năm năm một lần để đảm bảo chúng có thể chịu được áp suất cao. Thử nghiệm này kiểm tra xem có bất kỳ sự giãn nở nào trong xi lanh có thể cho thấy vật liệu bị yếu đi hay không.
• Thay thế: Ngay cả với việc bảo trì đúng cách,bình thở SCBA sợi carboncó tuổi thọ hữu hạn, thường là khoảng 15 năm, sau đó phải thay thế.

Phần kết luận

Biết cách tính công suất và thời gian làm việc củaBình khí SCBAs là

rất quan trọng đối với bất kỳ ai dựa vào các thiết bị này trong môi trường nguy hiểm. Sử dụng công thức(Thể tích × Áp suất) / 40 – 10, bạn có thển ước tính thời gian có trong bất kỳ bình nào, lưu ý rằng tốc độ thở, áp suất và biên độ an toàn đều đóng vai trò trong thời gian cuối cùng.

Xi lanh composite sợi carbonBình khí nén, với thiết kế nhẹ và khả năng chịu áp suất cao, là lựa chọn phổ biến cho các hệ thống SCBA. Chúng có thời gian hoạt động dài hơn và tính cơ động tốt hơn so với bình thép hoặc nhôm. Tuy nhiên, việc bảo dưỡng thường xuyên, bao gồm kiểm tra trực quan và thử nghiệm thủy tĩnh, là rất quan trọng để đảm bảo các bình này luôn an toàn và hiệu quả trong suốt thời gian sử dụng.

Hiểu những khía cạnh này củaBình khí SCBAcông suất sẽ giúp đảm bảo sử dụng an toàn và hiệu quả trong môi trường đầy thách thức, nơi mà mỗi phút không khí thở được đều có thể tạo nên sự khác biệt.