Badanie wydajności wapna na głębokości

 

Badanie wydajności wapna na głębokości

Działanie wapna sodowanego Sofnolime 797 jest dobrze udokumentowane w warunkach ciśnienia atmosferycznego, a sam produkt szeroko stosowany w różnych warunkach i głębokościach od wielu lat, przy użyciu zarówno powietrza, jak i różnych czynników oddechowych. Pomimo to, zebrano niewiele danych z udokumentowanych i kontrolowanych badań w rzeczywistych warunkach nurkowych.

W związku z powyższym przeprowadzono próby w realnych warunkach nurkowania, wykorzystując pomieszczenie ANSTI przy APD. Obiekt ten jest w stanie zapewnić symulację warunków nurkowania pod ciśnieniem (na głębokości) w zimnej wodzie, jednocześnie kontrolując tempo oddychania i mierząc cyrkulację gazów: dwutlenku węgla i tlenu.

Firma APD opracowała protokół testu i procedurę operacyjną sprzętu do przeprowadzenia badań. Testy wykonano przy użyciu standardowego zestawu nurkowego rebreather Inspiration, który działał przy 40 litrach na minutę oddychania (2 litry objętości oddechowej x 20 oddechów na minutę zgodnie z normą EN14143). Zestaw testowy został wypełniony skruberem ze standardowym pochłaniaczem dwutlenku węgla – próbką wapna sodowanego. Każda próbka absorbentu została zważona, a waga próbki zanotowana.

Zestaw został zamontowany w pomieszczeniu testowym w normalnej konfiguracji nurkowej. Pomieszczenie testowe wypełnione było wodą schłodzoną do 4oC i zachowywała ona tą temperaturę w sposób automatyczny. Skalibrowano analizatory gazu zgodnie ze standardową procedurą kalibracji gazów, a stopień przepływu był sprawdzany przed i w trakcie każdego z testów. Zanurzono rebreather po wcześniejszym uszczelnieniu w zbiorniku testowym, a następnie zanurzono go do ciśnienia testowego w ciągu minuty od rozpoczęcia wprowadzania CO2 do aparatu oddechowego. Gwarantowało to, że początek każdej próby był zasadniczo taki sam, minimalizując czas testu, kiedy układ testowany nie znajdował się na głębokości testu nurkowego.

Każdy test przeprowadzono przy wprowadzaniu do zamkniętej pętli oddechowej 1,6 litra dwutlenku węgla na minutę (zgodnie z normą EN14143). Notowano czas, który upłynął do momentu osiągnięcia ciśnienia parcjalnego 0,005 Bar i 0,01 Bar oraz przebicia początkowego CO2. System testowy ANSTI zapisywał parametry operacyjne obiegu zamkniętego, łącznie z monitoringiem ciśnienia pracy oddechowej, temperaturą i ciśnieniem w obiegu oddechowym oraz pomieszczeniu testowym.

Pod koniec każdej próby jednostka była wydobywana na powierzchnię, a absorbent usuwany. Absorbent usuwano, a próbki były pobierane z wlotu, wylotu oraz ze zmieszanej zawartości skrubera. Ponumerowane próbki zostały poddane analizie w MPL pod kątem zawartości wody i węglanów, by umożliwić dokładny pomiar całkowitej zawartości wchłoniętego CO2 podczas cyklu testowego.

Głównym celem przeprowadzonych badań było lepsze zrozumienie działania Sofnolime 797 w warunkach ciśnienia nurkowego. Skorzystano również z okazji, by dokonać porównania z innymi rodzajami wapna sodowanego, dostępnymi na rynku. Przeprowadzono test przy ciśnieniu odpowiadającym 40 i 20 metrom głębokości. Temperatura wody podczas testu oscylowała między 3,3 oC a 4,9oC, średnio zachowując 3,9 oC. Temperatura wydychanego powietrza była utrzymywana w zakresie do 28 oC +/- 1oC.

Uzyskane wyniki wskazują, że Sofnolime 797 osiąga średnie wartości pojemności na poziomie 82 litrów CO2 na kilogram absorbentu przy głębokości 40 metrów w rebreatherze Inspiration (na podstawie suchej masy). Jest to równoważne średniemu czasowi nurkowania przez 143 minuty przy ciśnieniu parcjalnym CO2 0,01 Bar na 40 metrach. Rezultaty dwóch testów przeprowadzonych na głębokości 20 metrów wykazały pojemność 107 litrów CO2 na kilogram absorbentu w zestawie nurkowym z rebreatherem. Jest to równoważne czasowi nurkowania 184 minuty przy ciśnieniu parcjalnym CO2 0,01 Bar, na 20 metrach.

Z wartości tych wynika, że zwiększając głębokość nurkowania z 20 m na 40m, skraca się nam czas nurkowania na tym samym absorbencie średnio o 22%. Działanie zestawu z rebreatherem przy nurkowaniu płytkim zbliża się do 200 minut, dając szacowany 8% spadek czasu działania w pierwszych 20 metrach. Można zatem wyciągnąć wniosek, że czas działania absorbentu skraca się o 10% przy pierwszych 20 metrach oraz o kolejne 20%, zwiększając zanurzenie z 20 do 40 metrów.

W oparciu o te same kalkulacje i założenia, drugi badany produkt wykazał pojemność 57 litrów CO2 na kilogram przy nurkowaniu na 40 metrach i 82 litrów CO2 na kilogram przy głębokości 20 m i przy czasach do ciśnienia parcjalnego CO2 0,01 Bar, czyli odpowiednio przy 99 minutach i 139 minutach nurkowania. Daje nam to spadek pojemności pochłaniacza o 28% przy zwiększaniu głębokości z 20 do 40 metrów w tych samych warunkach.

Porównanie pomiędzy Sofnolime 797 i drugim testowanym produktem do zastosowań nurkowych wskazuje, że w obu aspektach – pojemności pochłaniania CO2 oraz czasu nurkowania, Divelime-Intersorb 812 był o około 20% na 20 metrach i 30% na 40 metrach mniej efektywny niż Sofnolime 797 przy uśrednieniu obu zestawów danych (w sumie wykonano 14 prób zanurzeniowych).

Wnioski

• Pomieszczenie APD ANSTI zapewniło realistyczne warunki środowiska nurkowego, odpowiednie do przeprowadzenia do badań.

• Potwierdzono spodziewane rezultaty Sofnolime 797 przy niskiej temperaturze wody i wysokim ciśnieniu przy wykorzystaniu powietrza.

• Zdolność absorpcyjna Sofnolime 797 dla dwutlenku węgla okazała się lekko zmniejszać, jednak o przewidywalne i odtwarzalne wartości, proporcjonalne do wzrostu ciśnienia (głębokości), w wodzie o temperaturze 4oC.

• W oparciu o dostępne dane okazuje się, że czas nurkowania na pochłaniaczu zmniejsza się o około 10% na 20 metrach i 30% na 40 metrach, w porównaniu do czasu absorpcji na powierzchni (przy użyciu relatywnie małych pochłaniaczy 2-3 kg).

• Zbadano produkt konkurencyjny Divelime-Intersorb 812 i okazało się, że gwarantuje przynajmniej 20% krótszy czas działania na 20m oraz 30% na 40 metrach, w porównaniu do Sofnolime 797. Badania były przeprowadzone z tym samym profilem nurkowym i na tym samym sprzęcie.

Strona korzysta z plików cookie w celu realizacji usług zgodnie z Polityką dotyczącą cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do cookie w Twojej przeglądarce.
Zamknij
pixel