Trimix (дыхательный газ)

редактировать
Дыхательный газ, состоящий из кислорода, гелия и азота Этикетка баллона для акваланга Trimix IMCA Trimix Цветовой код плеча баллона альтернативный цветовой код плеча баллона IMCA Trimix

Trimix - это дыхательный газ, состоящий из кислорода, гелия и азот и используется при глубоком коммерческом дайвинге, во время глубокой фазы погружений, выполняемых с использованием методов технического дайвинга, и в продвинутом любительском дайвинге.

Гелий используется вместо некоторого количества азота, чтобы уменьшить наркотический эффект вдыхаемого газа на глубине. Из смеси трех газов можно создавать смеси, подходящие для разной глубины или назначения, регулируя пропорции каждого газа. Содержание кислорода может быть оптимизировано для глубины, чтобы ограничить риск токсичности, а инертный компонент сбалансирован между азотом (дешевым, но наркотическим) и гелием (который не является наркотическим и снижает работу дыхания, но является дороже и увеличивает теплопотери ).

Смесь гелия и кислорода с содержанием азота 0% обычно известна как Heliox. Его часто используют в качестве дыхательного газа при глубоких коммерческих водолазных операциях, где он часто перерабатывается для экономии дорогостоящего гелиевого компонента. Анализ двухкомпонентных газов намного проще, чем трехкомпонентных газов.

Содержание

  • 1 Смеси
    • 1.1 Преимущества гелия в смеси
    • 1.2 Недостатки гелия в смеси
    • 1.3 Преимущества снижения содержания кислорода в смеси
    • 1.4 Преимущества сохранения некоторого количества азота в смеси смесь
    • 1.5 Условные обозначения
  • 2 Смешивание
    • 2.1 «Стандартные» смеси
      • 2.1.1 Гелиар
    • 2.2 Гипероксический тримикс
  • 3 История как газ для дайвинга
  • 4 Обучение и сертификация
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Смеси

Преимущества гелия в смеси

Основная причина добавления гелия в дыхательную смесь - уменьшение содержания азота и кислород ниже воздуха, чтобы газовая смесь могла безопасно дышать при глубоких погружениях. Меньшая доля азота требуется для уменьшения азотного наркоза и других физиологических эффектов газа на глубине. Гелий имеет очень слабый наркотический эффект. Меньшая доля кислорода снижает риск кислородного отравления при глубоких погружениях.

Более низкая плотность гелия снижает сопротивление дыханию на глубине.

Из-за своей низкой молекулярной массы гелий проникает в ткани и выходит из них быстрее, чем азот, при увеличении давления или пониженный (это называется отводом газа и отводом газа). Из-за своей более низкой растворимости гелий не загружает ткани так сильно, как азот, но в то же время ткани не могут поддерживать такое высокое количество гелия при перенасыщении. По сути, гелий является газом, который быстрее насыщается и обесцвечивается, что является явным преимуществом в погружениях с насыщением, но в меньшей степени в прыжковых погружениях, где повышенная скорость выделения газа в значительной степени уравновешивается эквивалентным увеличением скорость газовыделения.

Недостатки гелия в смеси

Гелий проводит тепло в шесть раз быстрее, чем воздух, поэтому ныряльщики, дышащие гелием, часто носят отдельный запас другого газа для надувания сухих костюмов. Это необходимо для предотвращения риска переохлаждения, вызванного использованием гелия в качестве газа для накачки. Аргон, переносимый в небольшом отдельном резервуаре, соединенном только с инфлятором гидрокостюма, предпочтительнее воздуха, поскольку воздух проводит тепло на 50% быстрее, чем аргон. Сухие костюмы (если используются вместе с компенсатором плавучести) по-прежнему требуют минимального надувания, чтобы избежать «сдавливания», то есть повреждения кожи, вызванного сжатием складок сухого костюма.

Некоторые дайверы страдают от гипербарической артралгии (компрессионной артралгии ) во время спуска, и было показано, что тримикс помогает облегчить симптомы компрессии.

Гелий растворяется в тканях (это называется выделением газа) быстрее, чем азот, когда давление окружающей среды увеличивается. Следствием более высокой нагрузки в некоторых тканях является то, что многие алгоритмы декомпрессии требуют более глубоких декомпрессионных остановок, чем аналогичное декомпрессионное погружение с использованием воздуха, и гелий с большей вероятностью выходит из раствора и вызывает декомпрессионная болезнь после быстрого всплытия.

В дополнение к физиологическим недостаткам использование тримикса также имеет экономические и логистические недостатки. Цена на гелий выросла более чем на 51% в период с 2000 по 2011 год. Это повышение цен больше затрагивает дайверов открытого цикла, чем дайверов закрытого цикла, из-за большего количества гелия, потребляемого при типичном погружении тримикс. Кроме того, поскольку заливки тримиксом требуют более сложной настройки смешивания и компрессора, чем менее сложные заливки воздухом и найтроксом, существует меньше заправочных станций тримикс. Относительная нехватка заправочных станций Тримикс может потребовать от вас больших усилий, чтобы получить необходимую смесь для глубокого погружения, требующего газа.

Преимущества снижения содержания кислорода в смеси

Снижение содержания кислорода увеличивает максимальную рабочую глубину и продолжительность погружения, перед которым становится кислородная токсичность. ограничивающий фактор. Большинство дайверов-тримикс ограничивают свое рабочее парциальное давление кислорода [PO 2 ] до 1,4 бара и могут снизить PO 2 до 1,3 бара или 1,2 бара в зависимости от глубины, продолжительности и продолжительности используемый тип дыхательной системы. Максимальное парциальное давление кислорода 1,4 бар для активных секторов погружения и 1,6 бар для декомпрессионных остановок рекомендовано несколькими агентствами по сертификации любительского и технического дайвинга для открытого цикла и 1,2 бар или 1,3 бар как максимум для активных секторов погружения. нырять на ребризере с замкнутым контуром.

Преимущества сохранения некоторого количества азота в смеси

Сохранение азота в тримиксе может способствовать предотвращению нервного синдрома высокого давления, проблемы, которая может возникнуть при дыхании heliox на глубине более 130 метров (430 футов). Азот также намного дешевле гелия.

Условные обозначения

Обычно смесь именуют по процентному содержанию кислорода, гелию и, необязательно, процентному содержанию остатка, азоту. Например, смесь под названием «тримикс 10/70» или тримикс 10/70/20, состоящая из 10% кислорода, 70% гелия, 20% азота, подходит для погружения на 100 метров (330 футов).

Соотношение газов в конкретной смеси выбирается таким образом, чтобы обеспечить безопасную максимальную рабочую глубину и комфортную эквивалентную наркотическую глубину для запланированного погружения. Безопасные пределы для смеси газов в тримиксе обычно принимаются как максимальное парциальное давление кислорода (PO 2 - см. закон Дальтона ) от 1,0 до 1,6 бар. и максимальная эквивалентная наркотическая глубина от 30 до 50 м (от 100 до 160 футов). На высоте 100 м (330 футов) «12/52» имеет PO 2 1,3 бара и эквивалентную наркотическую глубину 43 м (141 фут).

В акваланге открытого цикла обычно используются два класса тримиксов: нормоксический тримикс - с минимальным PO2 на поверхности 0,18 и гипоксический тримикс - с PO2 на поверхности менее 0,18. Нормоксическая смесь, такая как «19/30», используется в диапазоне глубин от 30 до 60 м (от 100 до 200 футов); гипоксическая смесь, такая как «10/50», используется для более глубоких погружений только в качестве донного газа, и ее нельзя безопасно дышать на небольших глубинах, где PO 2 меньше 0,18 бар.

В полностью замкнутых ребризерах, в которых используются тримиксные разбавители, смесь может быть гипероксичной (что означает больше кислорода, чем в воздухе, как в обогащенном воздухе найтроксом ) на мелководье, поскольку ребризер автоматически добавляет кислород для поддержания определенного парциального давления кислорода. Реже гипероксический тримикс иногда используется для подводного плавания с открытым контуром. Гипероксический тримикс иногда упоминается как Helitrox, TriOx или HOTx (High Oxygen Trimix), где «x» в HOTx представляет долю гелия в смеси в процентах.

См. дыхательный газ для получения дополнительной информации о составе и выборе газовых смесей.

Смешивание

Оборудование для смешивания газов с парциальным давлением для подводного плавания с аквалангом Анализатор кислорода и гелия для смешивания газов

Смешивание газов тримикса включает декантирование кислорода и гелия в баллон для дайвинга, а затем доливка смеси воздухом из компрессора воздуха для дайвинга. Для обеспечения точного смешивания после каждого переноса гелия и кислорода смеси дают остыть, измеряют ее давление и дополнительно декантируют газ, пока не будет достигнуто правильное давление. Этот процесс часто занимает часы, а иногда занимает несколько дней на загруженных станциях смешивания.

Второй метод, называемый «непрерывное смешивание», сейчас набирает популярность. Кислород, гелий и воздух смешиваются на стороне всасывания компрессора. Кислород и гелий подают в воздушный поток с помощью расходомеров, чтобы получить грубую смесь. Смесь низкого давления анализируется на содержание кислорода и соответственно регулируются потоки кислорода и гелия. На стороне высокого давления компрессора используется регулятор для снижения давления потока пробы, и тримикс анализируется (предпочтительно как на гелий, так и на кислород), чтобы можно было выполнить точную регулировку потоков всасываемого газа.

Преимущество такой системы состоит в том, что давление в баллоне подачи гелия не обязательно должно быть таким высоким, как при смешивании парциального давления, и остаточный газ можно «доливать» для наилучшего перемешивания после погружения. Это важно в основном из-за высокой стоимости гелия.

Недостатки могут заключаться в том, что высокая теплота сжатия гелия приводит к перегреву компрессора (особенно в тропическом климате) и что горячий тримикс, попадающий в анализатор на стороне высокого давления, может влиять на надежность анализа. Сделанные своими руками версии устройств непрерывного смешивания могут быть изготовлены всего за 200 долларов (исключая анализаторы).

«Стандартные» смеси

Хотя теоретически Тримикс можно смешивать практически с любой комбинацией гелия и кислорода, был разработан ряд «стандартных» смесей (например, 21/35, 18/45 и 15/55 - см. Соглашения об именах). Большинство этих смесей образовывались при заполнении цилиндров определенным процентом гелия с последующим заполнением смеси нитроксом с обогащенным воздухом 32%. «Стандартные» смеси возникли благодаря трем совпадающим факторам - желанию поддерживать эквивалентную наркотическую глубину (END) смеси примерно на уровне 34 метров (112 футов), требование поддерживать парциальное давление кислорода. 1,4 ATA или ниже в самой глубокой точке погружения, а также тот факт, что многие магазины дайвинга хранили стандартный 32% -ный нитрокс в банках, что упрощало перемешивание. Использование стандартных смесей позволяет относительно легко доливать водолазные баллоны после погружения с использованием остаточной смеси - для пополнения остаточного газа от последней заправки необходимы только гелий и накопленный найтрокс.

Метод смешивания известной смеси найтрокса с гелием позволяет анализировать фракции каждого газа, используя только анализатор кислорода, поскольку отношение доли кислорода в конечной смеси к доле кислорода в исходной смеси нитрокса дает доля найтрокса в конечной смеси, поэтому доли трех компонентов легко вычислить. Совершенно очевидно, что КОНЕЦ смеси нитрокс-гелий на ее максимальной рабочей глубине (MOD) равен MOD только для нитрокса.

Heliair

Heliair - это дыхательный газ, состоящий из смеси кислорода, азота и гелия <112.>и часто используется во время глубокой фазы погружений, выполняемых с использованием методов технического дайвинга. Этот термин, впервые использованный Шек Эксли, чаще всего используется Technical Diving International (TDI).

Он легко смешивается из гелия и воздуха и поэтому имеет фиксированное соотношение кислорода к азоту 21:79, а баланс состоит из переменного количества гелия. Его иногда называют «тримиксом для бедняков», потому что его намного легче смешивать, чем смеси тримикса с переменным содержанием кислорода, поскольку все, что требуется, - это ввести необходимое парциальное давление гелия, а затем долейте воздух из обычного компрессора. Более сложный (и опасный) этап добавления чистого кислорода под давлением, необходимым для смешивания тримикса, отсутствует при смешивании гелиаира.

Смеси гелиэра аналогичны стандартным смесям Trimix, сделанным с гелием и Nitrox 32, но с более глубоким КОНЕЦ на уровне MOD. Heliair всегда будет содержать менее 21% кислорода и будет гипоксичным (менее 17% кислорода) для смесей с более чем 20% гелия.

Гипероксический тримикс

Национальная ассоциация подводных инструкторов (NAUI) использует термин «хелитрокс» для гипероксического тримикса 26/17, т. Е. 26% кислорода, 17% гелия., 57% азота. Helitrox требует декомпрессионных остановок, аналогичных Nitrox-I (EAN32), и имеет максимальную рабочую глубину 44 метра (144 фута), где он имеет эквивалент наркотической глубины 35 метров (115 футов). Это позволяет погружаться в обычном рекреационном диапазоне, уменьшая при этом необходимость декомпрессии и наркотические эффекты по сравнению с воздухом.

GUE, а также способствует гипероксическому тримиксу, но предпочитает термин «TriOx».

Другие дайверы сомневаются в том, что такое распространение терминологии полезно, и считают, что термин Тримикс является достаточным, модифицированным соответствующим образом терминами гипоксический, нормоксический и гипероксический, а также обычными формами для обозначения составляющей газовой фракции.

История как газ для дайвинга

1919
Профессор Элиху Томсон предполагает, что гелий можно использовать вместо азота для уменьшения сопротивления дыханию на большой глубине. Heliox использовался с воздушными столами, что привело к высокому уровню декомпрессионной болезни, поэтому использование гелия было прекращено.
1924
ВМС США начинает исследование потенциала гелия к середине 1920-х годов лабораторные животные подвергались экспериментальным погружениям в камере с использованием гелиокса. Вскоре люди, дышащие гелиоксом 20/80 (20% кислорода, 80% гелия), были успешно декомпрессированы после глубоких погружений.
1937
Было проведено несколько тестовых погружений с гелиевыми смесями, включая погружение спасательного дайвера на 127 метров.
1939
ВМС США используют гелиокс в спасательной операции USS Squalus. Использование гелиокса в сочетании с отсутствием снижения координации и когнитивных функций у спасателей подтверждает теорию Бенке об азотном наркозе.
1965
Работа Ника Флемминга по изучению песчаных лент в Ла-Манше становится первый, сравнивший характеристики дайвера при вдыхании воздуха и гелиокса в открытой воде.
1963
Первые погружения с насыщением с использованием тримикса в рамках Project Genesis.
1970
выполняет восстановление двойного тела в Mystery Sink (126 м).
1979
Группа исследователей во главе с Питером Б. Беннеттом в гипербарической лаборатории Медицинского центра Университета Дьюка начинает серию погружений Atlantis "что доказывает механизмы, лежащие в основе использования тримикса для предотвращения симптомов нервного синдрома высокого давления.
1983
пещерный дайвер Йохен Хазенмайер использует гелиокс на глубине 212 метров. Глубина позже повторяется Шеком Эксли в 1987 году.
1987
Первое массовое использование тримикса и гелиокса: Wakulla Springs Project. Эксли обучает некоммерческих дайверов использованию тримикс в пещерном дайвинге.
1991
Билли Динс начинает обучение тримикс-дайвингу для любительского дайвинга. Том Маунт разрабатывает первые стандарты обучения тримиксам (IANTD ). Использование тримикса быстро распространяется среди дайверов на затонувших кораблях Северо-Восточной Америки.
1992
Национальное управление океанографии и атмосферы (NOAA) разрабатывает «Monitor Mix» для погружений на USS Monitor. Эта смесь стала NOAA Trimix I с декомпрессионными таблицами, разработанными Биллом Гамильтоном, опубликованными в Руководстве по дайвингу NOAA.
1992
NOAA проходит обучение у Key West Divers, чтобы проводить первые NOAA- спонсируемые тримиксом погружения на затонувшем корабле USS Monitor у мыса Хаттерас, Северная Каролина.
1994
Объединенная команда Великобритании и США, включая затонувших дайверов Джона Чаттертона и Гэри Джентиле, успешно завершил серию погружений на затонувшие корабли в экспедиции RMS Lusitania на глубину 100 метров с использованием тримикса.
1994
Sheck Exley и Джим Боуден использовал «гелиар» в Закатоне в первой попытке совершить подводное погружение с аквалангом на глубину 1000 футов. Эксли, в то время являвшийся мировым рекордсменом по погружению на 881 фут, теряет сознание и умирает около 900 футов; Боуден прерывается на высоте 925 футов и выживает, несмотря на несколько опасных для жизни препятствий.
2001
Книга рекордов Гиннеса признает Джона Беннета первым аквалангистом, совершившим погружение на 300 метров (1000 футов), используя тримикс.
2005
Дэвид Шоу устанавливает рекорд глубины для использования тримикс ребризера, умирая при повторении погружения.
2015
Экспериментальный дайвинг-блок ВМС США показывает, что погружения с отскоком с использованием тримикса не более эффективны, чем погружения на гелиоксе.

Обучение и сертификация

Сертификационная карта дайвера CMAS-ISA Normoxic Trimix

Техническая подготовка дайвера и сертификационные агентства могут различать уровни квалификации тримикс-дайвера. Обычно различают нормоксический тримикс и гипоксический тримикс, иногда также называемый полным тримиксом.

См. Также

  • Argox - Газовая смесь, иногда используемая аквалангистами для надувания сухого костюма
  • Heliox - Дыхательный газ, смешанный из гелия и кислорода
  • Hydreliox - дыхательная газовая смесь гелия, кислорода и водорода
  • Hydrox - Дыхательная газовая смесь, экспериментально используемая для очень глубоких погружений
  • Nitrox - Дыхательная газовая смесь, смесь азота и кислорода

Литература

Последняя правка сделана 2021-06-11 11:35:38
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте