Чому ми все ще занурюємось у підводне плавання з пляшкою? [зачинено]


1

Розбиття води в H 2 і O 2 шляхом електролізу займає 241,8 Кдж / моль . За даними howstuffworks.com, середньостатистична людина використовує 550 л чистого кисню в день , що дорівнює приблизно 24,6 молей чистого O 2 .

Нові автомобільні акумулятори Tesla мають 85 кВт / год, що (в ідеальному світі) вистачило б енергії, щоб витягти близько 1265 молей O 2 з води шляхом електролізу, достатньо кисню, щоб дихати 51 день! Навіть система з ефективністю 1% могла б забезпечити достатню кількість кисню для дихання протягом 12 годин. Поточні резервуари для аквалангу містять лише частину цього (використовуючи бутильоване повітря).

Чому аквалангісти все ще використовують пляшкове повітря, а не генерують кисень за допомогою електролізу, у світі, де батареї мають достатню ємність для генерування великої кількості кисню за допомогою електролізу?


3
Підводні човни та МКС роблять це. Я підозрюю, що перевезення кількості акумуляторів та набору, необхідних для цього, було б недоцільно для одного водолаза.
mg4w

Це економічне питання, а не інженерне питання. І це повинно бути досить очевидною відповіддю.
EnergyNumbers

7
Ви не пропускаєте яскраво очевидну відповідь "плавучості"? Ця батарея 85 кВт-год важить понад 540 кг. Пристебніть це до спини та йдіть поплавати, дайте нам знати, як добре це йде.
GlenH7

5
Здивовано, що жоден інший коментар до цього не звертався. Ви не хочете чистого кисню, коли пірнаєте. Вам потрібно стиснене повітря або подібну суміш. Чистий кисень був би вкрай небезпечним і застосовується лише в особливих обставинах, якщо коли-небудь під час дайвінгу. Ви не можете надійно витягти інші гази, які вам знадобляться для відповідної повітряної суміші, тому ви не дуже допомагаєте нічого робити кисень самостійно.
JMac

1
@JMac дуже. Прочитайте оригінал "Світ Світлості" для опису Кусто про катастрофічний результат дихання, стисненого чистого O2.
Карл Віттофт

Відповіді:


4

Повітря у пляшках використовується для SCUBA, оскільки він простий, надійний і відносно недорогий, а система з відкритим контуром із клапаном запиту досить безпечна у використанні.

Існують системи із закритим контуром ( респіратори ), які використовують очищені від чистого кисню та СО2 відбійники, які дають значно більшу витривалість на вагу, але вони значно складніші за газову суміш SCUBA, оскільки парціальний тиск O2 та CO2 потрібно ретельно контролювати. Контрольовані і, як правило, використовуються лише для військових та комерційних спеціальних застосувань, оскільки навіть невеликі зміни газової суміші можуть бути фатальними.

Якщо ви вдихаєте газову суміш, у якої вже є правильний парціальний тиск кисню, то набагато менше може піти не так. У цьому випадку лише невелика частина перенесеного кисню фактично поглинається, але наявність відкритого контуру означає, що ви завжди вдихаєте правильний парціальний тиск кисню, а видихається CO2 просто виходить, як бульбашки з кожним вдихом.

Вам також потрібен достатній тиск у системі, щоб гарантувати, що ви насправді зможете нагнітатися проти тиску води на будь-якій глибині, на якій ви знаходитесь, знову-таки циліндр високого тиску з клапаном попиту - це непростий простий спосіб досягти цього.

Після того, як ви почнете використовувати чистий кисень, вам потрібно використовувати систему закритого контуру або подавати інертний газ, щоб розбавити його до правильного парціального тиску.

Тут слід врахувати дві ключові речі:

1) Парціальний тиск кисню повинен бути правильним, занадто малим, і він не може бути поглинений осмосом, занадто багато, і він стає токсичним. Так само ви вдихаєте лише невелику кількість кисню для кожної легені, оскільки вона пасивно перебуває через градієнт концентрації.

2) Важливо позбутися вуглекислого газу так само, як і поглинати кисень, адже механізм дихання керується концентрацією СО2, саме тому він є таким потужним задухом. У закритій кімнаті ви помрете від асфіксії CO2, оскільки у вас не вистачає кисню.


2

Водолазу потрібно більше повітря на хвилину, ніж лише 7 - 8 літрів, оскільки він не знаходиться в спокої. Плаваючий водолаз із помірною швидкістю потребує від 20 до 25 літрів на хвилину. Але це споживання на поверхні, за десять метрів глибини необхідний масовий потік збільшується вдвічі і в 20 метрів втричі. Дихати чистим киснем безпечно лише на дуже мілководді, глибиною близько 3 м. Використовувати лише мінімальний масовий потік кисню можливо лише за умови використання скрубера для видалення видихуваного вуглекислого газу в замкнутому циклі. Якщо у відкритому контурі використовується чистий кисень, мінімальний потік знову становить приблизно 20-25 літрів на хвилину.

Підводне плавання зі стисненим повітрям у пляшках - це найпростіший і безпечний спосіб зробити це. Будь-який можливий збій водолаз помітить відразу. У разі відмови водолаз може реагувати і використовувати незалежну другу систему, ділитися повітрям зі своїм приятелем або безпосередньо підніматися на поверхню (якщо не на глибину).

Відновлювач кисню із закритим циклом може вийти з ладу кількома способами, що призводить до втрати свідомості водолаза без попередження.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.