Швидкість респіраторного потоку. Швидкість потоку при фізичних навантаженнях під водою

В апаратах з відкритим циклом дихання обсяг газу, що надходить до водолазу «на вимогу» (при вдиху), залежить від конструкції легеневого автомата. Максимальний обсяг потоку газу зменшується при підвищенні навколишнього тиску. На нього також негативно впливає зменшення тиску в балонах апарату.

Для забезпечення безпеки підводного занурення, мабуть, розумно розробляти спорядження з відкритим циклом дихання, щоб «середнього» водолазу, як правило, потрібно при вдиху не більше 80% від максимального обсягу підводиться газу.

Наприклад, якщо прийняти, що «середнього» водолазу при диханні газовою сумішшю з високою щільністю необхідна максимальна легенева вентиляція, складова 65 л / хв, ймовірно, в даних умовах відповідним нормативом для дихального апарату буде забезпечення легеневої вентиляції, що дорівнює 80 л / хв. Межі необхідної вентиляційної потужності дихального спорядження розглянуті в наступному розділі.

оскільки при диханні відбувається рух пульсуючих потоків газу, майже синусоидальное за характером, спорядження повинне забезпечувати миттєві швидкості цих потоків, які набагато перевищують середню величину. Silverman і співробітники в 1951 р виявили, що під час важкого фізичного навантаження при нормальному атмосферному тиску швидкості потоків вдихуваного (струс потік) і видихається газів (експіраторний потік) в 2,5-3 рази перевищували значення відповідного хвилинного обсягу дихання (при істинно синусоидальном характері коливань швидкостей потоку відношення між ними становить 3,14).

Зазвичай максимальна швидкість потоку видихуваного газу трохи перевищує максимальну швидкість вдихуваного газу. Додатковий опір на вдиху і видиху викликає зниження як максимальної швидкості потоку, так і хвилинного обсягу дихання, але істотно не впливає на співвідношення цих двох величин.

Прийнявши хвилинний обсяг дихання рівним 80 л / хв і з огляду на дані, отримані Silverman і співробітниками в 1951 р, припустимо, що дихальний апарат повинен бути випробуваний при газовому потоці, що має приблизно синусоїдальний характер, максимальну швидкість (амплітуду) 240 л / хв і частоту коливань 20-30 циклів в 1 хв.

У зв`язку з тим що в міру збільшення навколишнього тиску швидкість потоку газу, що проходить через легеневий автомат, знижується, апарат повинен бути випробуваний на максимальній робочій глибині для конкретної газової суміші.

Повітряні дихальні апарати (Swimmers air breathing apparatus, SABA) підводних плавців ВМС Великобританії повинні відповідати технічним вимогам при щільності газу, що перевищує щільність повітря при нормальному тиску, принаймні в 6 разів. Однак викликає сумнів можливість більшості наявного дихального спорядження з відкритим циклом відповідати цим нормам при будь-експлуатаційної щільності газу і тиску в балонах апаратів, і, якщо це можливо, то чи буде здатний організм водолаза забезпечити рівень роботи, що витрачається їм на акт дихання [Middleton, 1980 ].