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混合气潜水技术的发展过程 上个世纪20年代起，随者军事和产业港水对大深度潜水的需要与日俱增，人们研究和发展了混合气 潛水技术。这种技术解快了空气潜水叙麻醉的问题，使潜水深度沖破了 60 m 以浅的限制。混合气体中， 常用的是氦氧气体。氮气作为呼吸气体中的稀释介质，是一种理想的情性气体。但是，它也带来了一些 新的问题。 首先是寒冷问题。氢气的导热系數是空气的6 倍多，潜水员着湿式或千式潜水服，因深度增大， 衣服受压变薄，绝热保暖性能急剧下降，已难以抵挡水下的寒冷。于是，在 1937 年出现了加热潜水服。 加热方法有气、水、电、化学材料等多种，目前国际上通用的是热水潜水服。它可使潜水员在很冷的水中 保持舒适状态，进行较长时间的水下作业。当港水深度超过 150口 左右时，潜水员的大量体热将会从呼吸 道排出，所以，为了维持体热平衡，降低呼吸散热损失，还必须用呼吸气体加热装置。其次是氢语音失真 问题。 氢氧潜水电话的使用较好地解决了这个问题。第三，潜水深度增大，氦气消耗量很多。为了减少 贵的氢气损失，先后研制成功呼吸气体少量排出或者完全不排出呼吸器的半闭式和闭式潜水装具。 随着混合气潛水深度的继续增加，人们发现用于减压的时间远远大于水下作业的时间，潜水效率极低。 計对这一矛盾，1957 年，美国人庞德提出了 “饱和潜水”新概念。1962 年开始了 次海上实验，并于 965年首次把饱和潜水技术用于产业潜水，解决了常规潜水(即非饱和潜水）无法克服的潜得深、呆得久， 角保潜水员等一系列难题。大量的实践表明，饱和潜水技术是当今进行大深度和《或）长时间承压潜 k作业的 方法。 但饱和潜水需要庞大而复杂的设备和大深度潜水装具等支持，而且潜水深度愈大，对 又备的性能要求也愈高。例如，生命支持系统对饱和居住舱内环境温度的控制精度，在 150m 深度为士3C, g 450m 时仅为士1°C。 20世纪 80年代初，随着饱和潜水技术的发展，根据压气机一一抽气机原理制成的推挽式呼吸系统(叉 闭路呼吸系统）问世。它使水下呼吸器、钟上回收设备和水面控制设备构成了一套大循环的闭路呼吸系 ，成为与饱和潜水系统配套的新型闭式潜水装具。闭路呼吸系统不仅解决了因大深度潜水时气体密度增 加，潜水员呼吸困难的问题，而且，还大大提高了潜水作业的性和经济性。 图1-7饱和潜水系统 潜水系统，又称深潜系统，是承压潜水所需器材和设备的统称，通常包括《闭式）潜水钟、甲板诚压 舱和吊放系统等（图1-7）。潜水系统既可用于常规潜水，也可用于饱和潜水，所以又有常规潜水系统和饱 和潜水系统之分。深潜系统诞生于 1931 年，但到海上使用则在 1962 年。 从那时起，这一技术在军事和产 业潜水中获得了广泛的应用。它标志着潜水技术己进入了深潜系统时代，同时，也标志着传统的潜水技术 从简单的个体劳动水平发展到了类似现代化大生产方式的先进水平。

水下低温对潜水员的影响.热传递的概念 物质的分子运动所产生的能量，叫热能，简称热。热与温度密切相关，但是具有相同温度的物质所含 的热能并不一定相等。所以热和温度是不同的概念。 热的单位是J。 质量为 北g 的物质，温度升高 1C度所需要的热量，叫该物质的比热。比热的单位是J/ Ckg ? C). 气体与固体和液体不同，由于它的分子间距离较大，所以吸热时，体积和压强都会明显增大。因此对 气体比热影响较大，在研究气体的比热时，必须分别从压强和体积中，取其一个为恒量，另一个为交量来 研宄。压强不变时叫等压比热，体积不变时叫等容比热。等压比热大于等容比热。例如：空气的等压比热 为 1005 J/(kg ? C)，等容比热为 712 J(kg ?C)。各种气体的比热见表2-3。 常用气体的比热 J/(kg.C) X22-3 气结名豬 等乐比＄ 1 005 eC 921 X 1 047 14 277 气 $ 234 一餐化碳 837 一氧化欢 1 047 大滋义 1 842 * * H. 19 712 670 754 10 090 3 140 628 754 1382 热能可以从一个物体传递到另一个物体上，这个过程就叫热传递。 热传递有三种方式：传导、对流和辐射。 通过物体直接接触来传递热量的方式叫传导。 通过被加热流体（气体、液体）的远动来传递热量的方式叫对流。 通过电磁波传递热量的方式叫热辐射。 物质的热传导性能通常用导热系数来装示。 导热系数小，则热传导性能差，保温性能好：导热系数大 则热传导性能好，保温性能差。气体的导热系数见花 2-4。 勞用气答的导热系效 裘2-4 华名務 0O时的导热系数 w/(m-C) 3: 0.022 3 M 0.023 3 * 0.022 8 匀 0.157 9 気 " 0.132 1 二氧化改 0.013 7 O5 1.02 7.12 6.23 0.61 物质的热传逆性能与其密度成正比，密度越大，单位时间内传逆的热量越多。二、水下低温对潜水员的影响 潜水员在寒冷的水中作业时，将通过传导和对流的方式散失大量的热量。由于水的导热系数比空气大 得多，故潜水员主要通过传导方式散失热量。 潜水员感到舒适的水温下限约为 21°C。低于这个温度时，潜 水员会感到寒冷，此时，仅穿游泳服的潜水员向水中的散热超过自身体内的热代偿。受冷的潜水员不可能 有效地工作，思维也会受到影响，并且易诱发减压病，严重时甚至会冻僵致死。潜水服所用材料为导热系 数低的热的不导体，穿着潜水服可保持潜水员的体温。在寒冷的水中长时间作业时常需要使用较厚的潜水 服、干式潜水服或热水服，不同水温对潜水的影响和防寒要求见图 2-4。 图2-4 不同水温对潜水的彩响和防寒要求图 因为气体的热传递性能与它的密度成正比，所以随者水深的增加，水压力增大，通过气体绝热屏障的 散热和通过呼吸向四周环境的敢热会明显增加，如果呼吸的是高导热系数的氢氧混合气（导热系数为空气 的 6倍），散热将更多。 呼吸氦氧混合气时，在0.IMPa 时，仅呼吸散热一项就占身体产热量的 10%，,0.7MPa 时，增加至 28%，2.1MPa 时，达到 50%。同时随着水深的增加，水压力将潜水服压缩，潜水服密度变大, 其绝热保暖功能大幅下降。例如一件普通的湿式潜水服在 50m 水深时，其绝热保温能力仅相当手 10m 水 深时的 40%。在上达情况下，仅依靠普通潜水服不能保持体温，必领向身体表面和呼吸气体补充一定的热 量，比如可以穿着热水服和对呼吸气体加热等。