Количество воздуха в баллонах зависит от объема баллона,
давления воздуха и его температуры. Соотношение
между давлением воздуха и его объемом при неизменной
температуре определяется зависимостью
где р1 и р2 — начальное и конечное абсолютное давление,
кгс/см²;
V1 и V2 — начальный и конечный объем воздуха, л.
Соотношение между давлением воздуха и его температурой
при неизменном объеме определяется зависимостью
где t1 и t2 — начальная и конечная температура воздуха.
Пользуясь этими зависимостями, можно решать различные
задачи, с которыми приходится сталкиваться в процессе
зарядки и эксплуатации воздушно-дыхательных аппаратов.
Пример 4.1. Общая емкость баллонов аппарата 14 л, избыточное
давление воздуха в них (по манометру) 200 кгс/см². Определить
объем свободного воздуха, т. е. объем, приведенный к
нормальным (атмосферным) условиям.
Решение. Начальное абсолютное давление атмосферного
воздуха p1 = 1 кгс/см². Конечное абсолютное давление сжатого воздуха
р2 = 200 + 1= 201 кгс/см². Конечный объем сжатого воздуха
V 2=14 л. Объем свободного воздуха в баллонах по (4.1)
Пример 4.2. Из транспортного баллона емкостью 40 л с давлением
200 кгс/см² (абсолютное давление 201 кгс/см²) перепустили
воздух в баллоны аппарата общей емкостью 14 л и с остаточным
давлением 30 кгс/см² (абсолютное давление 31 кгс/см²). Определить
давление воздуха в баллонах после перепуска воздуха.
Решение. Суммарный объем свободного воздуха в системе
транспортного и аппаратных баллонов по (4.1)
Суммарный объем сжатого воздуха в системе баллонов
Абсолютное давление в системе баллонов после перепуска воздуха
избыточное давление = 156 кгс/см².
Этот пример можно решить и в одно действие, вычислив абсолютное
давление по формуле
Пример 4.3. При измерении давления воздуха в баллонах аппарата
в помещении с температурой +17° С манометр показал
200 кгс/см². Аппарат вынесли наружу, где через несколько часов
во время рабочей проверки было обнаружено падение давления
по манометру до 179 кгс/см². Температура наружного воздуха
—13° С. Возникло подозрение в утечке воздуха из баллонов. Проверить
расчетом обоснованность этого подозрения.
Решение. Начальное абсолютное давление воздуха в баллонах
p1 = 200 + 1 = 201 кгс/см², конечное абсолютное давление
р2 = 179 + 1 = 180 кгс/см². Начальная температура воздуха в баллонах
t1 = + 17° С, конечная t2 = - 13° С. Расчетное конечное абсолютное
давление воздуха в баллонах по (4.2)
Подозрения лишены оснований, так как фактическое и расчетное
давление равны.
Пример 4.4. Пловец-подводник под водой расходует 30 л/мин
воздуха, сжатого до давления глубины погружения 40 м. Определить
расход свободного воздуха, т. е. сделать пересчет на атмосферное
давление.
Решение. Начальное (атмосферное) абсолютное давление
воздуха p1 = l кгс/см². Конечное абсолютное давление сжатого
воздуха по (1.2) р2 =1 + 0,1*40 = 5 кгс/см². Конечный расход сжатого
воздуха V2 = 30 л/мин. Расход свободного воздуха по (4.1)