Calcul de la durée d'alimentation en air d'un cylindre en fibre de carbone

Introduction

Cylindre en fibre de carboneLes batteries sont largement utilisées dans divers secteurs, notamment la lutte contre les incendies, les appareils respiratoires autonomes (ARI), la plongée et les applications industrielles. Un facteur clé pour les utilisateurs est de savoir combien de temps une batterie complètement chargée peut durer.cylindrepeut fournir de l'air. Cet article explique comment calculer la durée d'alimentation en air en fonction decylindrele volume d'eau, la pression de travail et la fréquence respiratoire de l'utilisateur.

CompréhensionCylindre en fibre de carbones

Cylindre composite en fibre de carboneLes compresseurs d'air comprimé sont constitués d'une chemise intérieure, généralement en aluminium ou en plastique, enveloppée de couches de fibre de carbone pour une résistance accrue. Ils sont conçus pour maintenir l'air comprimé à haute pression tout en restant légers et durables. Les deux principales caractéristiques qui influencent la durée d'alimentation en air sont :

• Volume d'eau (litres): Cela fait référence à la capacité interne ducylindrelorsqu'il est rempli de liquide, bien qu'il soit utilisé pour déterminer le stockage de l'air.
• Pression de service (bar ou PSI): La pression à laquelle lecylindreest rempli d'air, généralement 300 bars (4350 psi) pour les applications à haute pression.

Calcul étape par étape de la durée d'alimentation en air

Pour déterminer combien de temps accylindre en fibre de carbonepeut fournir de l'air, suivez ces étapes :

Étape 1 : Déterminer le volume d'air dans leCylindre

L'air étant compressible, le volume total d'air stocké est supérieur à lacylindreVolume d'eau. La formule pour calculer le volume d'air stocké est :

Par exemple, si uncylindrea unvolume d'eau de 6,8 litreset unpression de service de 300 bars, le volume d'air disponible est :

 Cela signifie qu'à la pression atmosphérique (1 bar), lecylindrecontient 2040 litres d'air.

Étape 2 : Tenez compte du rythme respiratoire

La durée de l'alimentation en air dépend du rythme respiratoire de l'utilisateur, souvent mesuré enlitres par minute (L/min). Dans les applications de lutte contre les incendies et d'appareil respiratoire autonome, une fréquence respiratoire au repos typique est20 L/min, tandis qu'un effort intense peut l'augmenter40-50 L/min ou plus.

Étape 3 : Calculer la durée

La durée d'alimentation en air est calculée à l'aide de :

Pour un pompier utilisant de l'air à40 L/min:

Pour une personne au repos utilisant20 L/min:

Ainsi, la durée varie en fonction du niveau d’activité de l’utilisateur.

Autres facteurs affectant la durée de l'air

1. CylindrePression de réserve:Les consignes de sécurité recommandent souvent de maintenir une réserve, généralement autour de50 bars, pour garantir un volume d'air suffisant en cas d'urgence. Cela signifie que le volume d'air utilisable est légèrement inférieur à la capacité maximale.
2. Efficacité du régulateur: Le régulateur contrôle le flux d'air provenant ducylindre, et différents modèles peuvent affecter la consommation d'air réelle.
3. Conditions environnementales:Les températures élevées peuvent légèrement augmenter la pression interne, tandis que les conditions froides peuvent la diminuer.
4. Modèles de respiration:Une respiration superficielle ou contrôlée peut prolonger l’apport d’air, tandis qu’une respiration rapide le réduit.

Applications pratiques

• Les pompiers: SachantcylindreLa durée aide à planifier des stratégies d’entrée et de sortie sûres lors des opérations de sauvetage.
• travailleurs de l'industrie:Les travailleurs travaillant dans des environnements dangereux s'appuient sur des systèmes d'ARA où une connaissance précise de la durée de l'air est essentielle.
• Plongeurs:Des calculs similaires s'appliquent aux environnements sous-marins, où la surveillance de l'alimentation en air est essentielle pour la sécurité.

Conclusion

En comprenant le volume d'eau, la pression de travail et le rythme respiratoire, les utilisateurs peuvent estimer la durée d'uncylindre en fibre de carbonefournira de l'air. Cette connaissance est essentielle à la sécurité et à l'efficacité de diverses applications. Si les calculs fournissent une estimation générale, les conditions réelles, telles que les fluctuations du rythme respiratoire, les performances du régulateur et les réserves d'air, doivent également être prises en compte.