Cách tính dung tích xi lanh SCBA: Tìm hiểu thời gian làm việc của xi lanh sợi carbon

Bình chứa thiết bị thở độc lập (SCBA)Nó rất quan trọng để cung cấp không khí dễ thở cho lính cứu hỏa, nhân viên cứu hộ và những nhân viên khác làm việc trong môi trường nguy hiểm. Biết được bao lâuXi lanh SCBAsẽ kéo dài trong quá trình sử dụng là rất quan trọng để lập kế hoạch hoạt động và đảm bảo an toàn. Thời gian làm việc của xi lanh phụ thuộc vào thể tích, áp suất và nhịp thở của người sử dụng. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách tính công suất của mộtXi lanh SCBA, sử dụng một công thức đơn giản, đặc biệt chú ý đếnxi lanh tổng hợp sợi carbons, được sử dụng rộng rãi do trọng lượng nhẹ và độ bền của chúng.

Xi lanh SCBAKhái niệm cơ bản: Khối lượng và áp suất

Xi lanh 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 biểu thị bằng lít. Hai yếu tố chính quyết định lượng không khí có sẵn là:

• Khối lượng 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 tại đó không khí được lưu trữ, thường từ 200 đến 300 bar đối vớiXi lanh SCBAs.

Xi lanh tổng hợp sợi carbons phổ biến trong các hệ thống SCBA vì chúng cung cấp công suất áp suất cao hơn (lên tới 300 bar) trong khi nhẹ hơn nhiều so với xi lanh bằng thép hoặc nhôm truyền thống. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho những tình huống mà người dùng cần di chuyển nhanh hoặc trong thời gian dài.

The Công thức tính thời lượng SCBA

Thời gian làm việc của mộtXi lanh SCBAcó thể được tính bằng công thức sau:

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

Tính toán ví dụ:

Hãy tính thời gian làm việc cho bình 6,8 lítxi lanh SCBA sợi carbon, chịu áp suất tới 300 bar.

Trong ví dụ này,Xi lanh SCBAsẽ cung cấp khoảng 35 phút không khí dễ thở trước khi cần thay thế hoặc nạp lại. Tính toán này giả định hoạt động thể chất vừa phải và thời gian sử dụng thực tế có thể thay đổi nếu người dùng nỗ lực nhiều hay ít.

Các yếu tố ảnh hưởngđánh giáXi lanh SCBAKhoảng thời gian

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

thời hạn thực tế của mộtXi lanh SCBAđang sử dụng. Hiểu các biến này là chìa khóa để đảm bảo hoạt động an toàn.

1. Nhịp thở

Công thức giả định nhịp thở trung bình

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

• Hoạt động thấp: Nếu người dùng đang nghỉ ngơi hoặc thực hiện công việc nhẹ nhàng, nhịp thở có thể thấp hơn, khoảng 20-30 L/phút, điều này sẽ kéo dài thời gian hoạt động của xi lanh.
• Hoạt động cao: Trong khi hoạt động thể chất nặng, 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 xi lanh.

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 tới 300 bar, so với xi lanh bằng thép hoặc nhôm, có thể bị giới hạn ở 200 bar. Áp suất cao hơn cho phépxi lanh sợi carbons để 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 trong công thức (-10 phút) đảm bảo rằng

người dùng không bị hết hơi khi vẫn ở trong môi trường nguy hiểm. Điều quan trọng là phải tôn trọng khoảng đệm này khi tính toán thời gian làm việc và lập kế hoạch sử dụng không khí, đặc biệt trong các tình huống mà lối ra có thể mất vài phút để đi qua.

T

anh ấy Vai trò củaXi lanh composite sợi carbons

Xi lanh tổng hợp sợi carbons đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho các hệ thống SCBA do thiết kế nhẹ và khả năng chịu áp suất cao hơn. So với xi lanh bằng thép và nhôm,xi lanh sợi carbons cung cấp một số lợi ích:

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

Thiết kế gọn nhẹ đặc biệt quan trọng đối với nhân viên cứu hộ, những người cần duy trì khả năng di động khi mang theo các thiết bị khác, chẳng hạn như dụng cụ chữa cháy hoặc thiết bị y tế. Bất chấp lợi thế của họ,xi lanh sợi carbonChúng đi 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 vàXi lanh SCBABẢO TRÌ

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

• Kiểm tra trực quan: Kiểm tra hư hỏng, chẳng hạn như vết nứt hoặc vết lõm, trước mỗi lần sử dụng.
• Kiểm tra thủy tĩnh: Sợi cacbonXi lanh SCBAChúng thường yêu cầu kiểm tra thủy tĩnh 5 năm một lần để đảm bảo chúng có thể chịu được áp suất cao liên quan. Thử nghiệm này kiểm tra xem có bất kỳ sự giãn nở nào trong xi lanh có thể cho thấy vật liệu bị suy yếu hay không.
• thay thế: Ngay cả khi được bảo trì thích hợp,xi lanh SCBA sợi carbons có tuổi thọ hữu hạn, thường là khoảng 15 năm, sau đó chúng phải được thay thế.

Phần kết luận

Biết cách tính công suất và thời gian làm việc củaXi lanh SCBAs là

rất quan trọng đối với bất kỳ ai sử dụng 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 sẵn trong bất kỳ xi lanh nhất định nào, hãy nhớ rằng nhịp thở, áp suất và giới hạn an toàn đều đóng một vai trò trong khoảng thời gian cuối cùng.

Xi lanh tổng hợp sợi carbons, với thiết kế gọn nhẹ và khả năng chịu áp suất cao, là lựa chọn phổ biến cho các hệ thống SCBA. Chúng mang lại thời gian làm việc dài hơn và tính di động được cải thiện so với xi lanh bằng thép hoặc nhôm. Tuy nhiên, việc bảo trì thường xuyên, bao gồm kiểm tra trực quan và kiểm tra thủy tĩnh, là rất quan trọng để đảm bảo các xi lanh này vẫn an toàn và hiệu quả trong suốt thời gian sử dụng của chúng.

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