Back to the main page

Наркотичность тримикса и вычисление END   Автор и правообладатель: Matti Anttila. Копирование и т.д запрещается без предварительного письменного разрешения автора. Комментарии: matti@antti.la. Последнее обновление 12/09/2001. Перевод на русский: Александр Усков. В случае если у Вас есть комментарии или вопросы я буду рад получить их на е-мейл или web форму.

[english ]   [suomeksi ]   [русский ]

Оглавление:  1.  Для чего эта статья?  2.  Определения  3.  Подбор газа  4.  Вычисление END  5.  Итог

!   Предупреждение: Скуба-дайвинг - безопасное увлечение, но без соответствующей подготовки, оборудования и отношение к нему, может представлять угрозу Вашей жизни и жизни вашего напарника. Автор не несет ни какой ответственности, за информацию, размещенную в этой статье!

Содержание:

1. Для чего эта статья?

2. Определения

В этом примере дайвер планирует погрузиться на 100 метров пресной воды (328 футов) используя, так называемую, "смесь идеальных газов" (ppO₂= 1.4 ATA и END = 40 м (131 фут), что означает, что ppN₂= 3.95 ATA).

Сокращения, аббревиатуры и константы: END = эквивалентная наркозная глубина pp = парциальное давление газа F = фракция газа P = давление F Narc = фракция наркотического газа (преобразуется в азотную наркотичность) mfw = метры пресной воды (10 м эквивалентны изменению давления на 1 ATA) ATA = абсолютное давление в атмосферах Воздух содержит 21% кислорода и 79% азота (на самом деле: азот N2: 78.08%, кислород O2: 20.95%, аргон Ar: 0.934%) Наркотичность азота и кислорода = 1.00, гелия = 0.23. Плотность пресной воды - 1000.0 кг/м3 не зависит от глубины, температуры и т.п (в этом примере), окружающее давление увеличивается на 1.00 ATA на каждые 10 м глубины. Давление на поверхности - 1.00 ATA. 1 фут = 0.3048 метра and 1 м = 3.281 фута

3. Подбор газа

Фракция кислорода:

FO₂ = ppO₂ / P = 1.4 ATA / 11 ATA = 0.12727 = 12.73 % O₂

Фракция азота:

ppN₂ на 40 м на воздухе = 0.79 x 5 ATA = 3.95 ATA ppN₂
100 м глубины: окружающее давление 11 ATA:
FN₂ = 3.95 ATA / 11 ATA = 0.3591 = 35.91 % N₂

Фракция гелия:

100 % - ( FO₂ + FN₂) = 100 % - 12.73 % - 35.91 % = 51.36 % He

Рузельтат:

Тримикс 12.7 / 51.4 , отбрасываем до целого: Тримикс 12/51

4. Вычисление END

Метод 1: Наркотичен только азот

Формула (метрическая): END = [(FN₂ * (Глубина + 10))/ 0.79 ] - 10

Подбор газа был выполнен этим методом, END = 40 mfw.

Метод 2: Азот и кислород наркотики

Тут указан не совсем точный накротический коэффициент кислорода, относительно азота, но некоторые источники считают их примерно одинаковыми, например: The Physiology and Medicine of Diving" by Peter Bennett and David Elliott, 4th edition, 1993, W.B.Saunders Company Ltd, London. Здесь и далее мы будем считать за 1 наркотичность и кислорода и азота:

F Narc = F N₂+ F O₂= 35.91% + 12.73% = 48.64%.

Это общий путь вычисления END, но он не верный (далее указан верный):
[Для ppN₂ 3.95 ATA, x (48.64% / 35.91%) = ppN₂ = 5.35 ATA (END = 57.7 mfw на воздухе, где мы берем: 10*((5.35/0.79)-1)]

ЗАМЕЧАНИЕ! Мы должны учесть, что в расчете эквивалентной наркотической (воздушной) глубины кислород продолжает оставаться сравниваемым (с воздухом) газом:

Формула: END = [((1 - F He) * окружающее_давление * 10) - 10]

Следовательно: 11 ATA x 48.64% (FN₂+FO₂) = pp(N₂+O₂) = 5.35 ATA (END = 43.5 mfw, следует из: 10*((5.35/(0.79+0.21))-1).)

Метод 3: Азот и гелий наркотики

Книга Бэннета и Элиота (приведенная выше) определяет наркотический эффект гелия, как 0.23 от эффекта азота. Используем это значение, для подсчета суммарного эффекта:

F Narc = F N₂+ (0.23 x F He ) = 35.91 % + (0.23 x 51.36 %) = 35.91 % + 11.81 % = 47.72 %
Тогда ppN₂ 3.95 ATA x (47.72% / 35.91%) = ppN₂ 5.25 ATA (END = 56.4 mfw)
Тем не менее, это не реально, т-к кислород тоже должен участвовать в расчетах.

Метод 4: Азот, кислород и гелий наркотики

F Narc = F N₂+ F O₂ + (0.23 x F He) = 35.91 % + 12.73% + (0.23 x 51.36 %) = 35.91 % + 12.73% + 11.81 % = 60.45%
Тогда: 11 ATA x 60.45% = pp(N₂+O₂+0.23He) 6.65 ATA (END = 56.5 mfw)
Замечание: И кислород и азот имеют одинаковую наркотичность, поэтому мы сразу переводим 6.65 ATA в глубину 56.7 mfw (без деления на 0.79).

Метод 5: Математический путь

Определим END для смеси 12.7 / 51.4
(Замечание! Мы считаем, что в нашей смеси только 3 газа - кислород, азот и гелий и ни каких других компонентов (например аргона, попавшего при добивке воздухом).

В воздухе содержатся: Азот N₂: 78.08%, Кислород O₂: 20.95%, Аргон Ar: 0.934%
(Замечание! Как правило, для расчета можно использовать: N₂: 79%, O₂: 21%)
Плотность воды при температуре 4 °C 0.99997 g/cm³, но из-за сжимаемости жидкостей при высоких давлениях на глубине в 100 метров плотность будет 0.99998 g/cm³. Тем не менее, для нас такая точность не нужна, поэтому мы используем 1 g/cm³.
10 m H₂O (mfw) = 98066.5 Pa, g = 9.81 m/s², 1 atm = 101325 Pa (Pa = Пскаль = 1 N / m², N = Ньютон), давление воздуха на поверхности = 101.325 kPa

Агрон (Ar): наркотический коэффициент - 2.33, гелий (He) - 0.23. Азот (N₂) и кислород (O₂) - 1.00.

Аюсолютное давление на 100 метрах:

101.325 kPa + (100 m * 9806.65 Pa / m) = 1081.990 kPa = 10.678 ATA (атмосфер абсолютного давления)

Парциальное давление компонентов смеси на 100 метрах:

Кислород: (ppO₂): 10.678 ATA * 12.7 % = 1.356 ATA
Азот: (ppN₂): 10.678 ATA * 35.9 % = 3.833 ATA
Гелий: (ppHe): 10.678 ATA * 51.4 % = 5.488 ATA

Sum ( Narc.factor * ppGas ) =
(1 * ppO₂) + (1 * ppN₂) + (0.23 * ppHe) = 6.451

Sum ( Narc.factor * ppGas ) =
(1 * ppO₂) + (1 * ppN₂) + (2.33 * ppAr) =
0.2095 + 0.7808 + 0.0218 = 1.0121

6.451 / 1.0121 = 6.374

END = (6.374 - 1) * 10
END = 53.74 m

5. Итог

И так, какой же END для этого дайва?

Действительно сложно сказать! Например Бэннетт описывает сумму эффектов азота и кислорода, как более сильную, чем отдельный эффект от азота и от кислорода. То-есть по нему нет точного значения наркотического эффекта кислорода. Ричард Пайль же говорит, что связь значений наркотических эффектов азота и кислорода, зависит от фракций в газов в смеси.

Более неопределенным все это делает еще и то, что наркотичность зависит от дня, самочувствия, условий, стрессов, психологических факторов и т.п.

Метод #2 широко используется, но главная цель этой статьи - показать различия между методами. Слишком многие пользуются только первым методом.

Сводная таблица методов вычисления END:

Метод	END
Метод 1: Только азот наркотик	40 m
Метод 2: Азот и кислород наркотики	43.5
Метод 3: Азот и гелий наркотики	56.4 m
Метод 4: Азот, кислород и гелий наркотики	56.5 m
Метод 5: Математический путь	53.74 m

Вверх