Cálculo de la duración del suministro de aire de un cilindro de fibra de carbono

Introducción

Cilindro de fibra de carbonoLos s se utilizan ampliamente en diversas industrias, como la lucha contra incendios, los equipos de respiración autónomos (ERA), el buceo y aplicaciones industriales. Un factor clave para los usuarios es saber cuánto dura una batería completamente cargada.cilindroPuede suministrar aire. Este artículo explica cómo calcular la duración del suministro de aire en función de...cilindroel volumen de agua, la presión de trabajo y la frecuencia respiratoria del usuario.

ComprensiónCilindro de fibra de carbonos

Cilindro compuesto de fibra de carbonoLos compresores de aire constan de un revestimiento interior, generalmente de aluminio o plástico, recubierto de capas de fibra de carbono para mayor resistencia. Están diseñados para contener aire comprimido a altas presiones, manteniendo su ligereza y durabilidad. Las dos especificaciones principales que influyen en la duración del suministro de aire son:

• Volumen de agua (litros):Esto se refiere a la capacidad interna delcilindrocuando se llena de líquido, aunque se utiliza para determinar el almacenamiento de aire.
• Presión de trabajo (bar o PSI):La presión a la que elcilindroEstá lleno de aire, normalmente 300 bar (4350 psi) para aplicaciones de alta presión.

Cálculo paso a paso de la duración del suministro de aire

Para determinar cuánto tiempo CAcilindro de fibra de carbonoPara proporcionar aire, siga estos pasos:

Paso 1: Determine el volumen de aire en elCilindro

Dado que el aire es comprimible, el volumen total de aire almacenado es mayor que elcilindroVolumen de agua. La fórmula para calcular el volumen de aire almacenado es:

Por ejemplo, si uncilindrotiene unavolumen de agua de 6,8 litrosy unpresión de trabajo de 300 bar, el volumen de aire disponible es:

 Esto significa que a presión atmosférica (1 bar), lacilindroContiene 2040 litros de aire.

Paso 2: Considere la frecuencia respiratoria

La duración del suministro de aire depende de la frecuencia respiratoria del usuario, a menudo medida enlitros por minuto (L/min)En aplicaciones de extinción de incendios y equipos de respiración autónoma (SCBA), una frecuencia respiratoria en reposo típica es20 L/min, mientras que el esfuerzo intenso puede aumentarlo a40-50 L/min o más.

Paso 3: Calcular la duración

La duración del suministro de aire se calcula utilizando:

Para un bombero que utiliza aire en40 L/min:

Para una persona en reposo usando20 L/min:

Por tanto, la duración varía en función del nivel de actividad del usuario.

Otros factores que afectan la duración del aire

1. CilindroPresión de reserva:Las pautas de seguridad a menudo recomiendan mantener una reserva, generalmente alrededor de50 baresPara garantizar suficiente aire en caso de emergencia, el volumen de aire utilizable es ligeramente inferior a la capacidad total.
2. Eficiencia del regulador:El regulador controla el flujo de aire desde elcilindro, y los diferentes modelos pueden afectar el consumo de aire real.
3. Condiciones ambientales:Las temperaturas altas pueden aumentar ligeramente la presión interna, mientras que las condiciones de frío pueden disminuirla.
4. Patrones de respiraciónLa respiración superficial o controlada puede ampliar el suministro de aire, mientras que la respiración rápida lo reduce.

Aplicaciones prácticas

• bomberos:ConociendocilindroLa duración ayuda a planificar estrategias de entrada y salida seguras durante las operaciones de rescate.
• Trabajadores industrialesLos trabajadores en entornos peligrosos confían en los sistemas SCBA donde el conocimiento preciso de la duración del aire es esencial.
• DiversosSe aplican cálculos similares en entornos submarinos, donde monitorear el suministro de aire es fundamental para la seguridad.

Conclusión

Al comprender el volumen de agua, la presión de trabajo y la frecuencia respiratoria, los usuarios pueden estimar cuánto tiempo dura una respiración.cilindro de fibra de carbonoSuministrará aire. Este conocimiento es crucial para la seguridad y la eficiencia en diversas aplicaciones. Si bien los cálculos proporcionan una estimación general, también deben tenerse en cuenta las condiciones reales, como las fluctuaciones de la frecuencia respiratoria, el rendimiento del regulador y las consideraciones sobre el aire de reserva.