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【0527-88266888】、【0527-88266888】。 浙江省,温州市 温州市现境古为瓯地,也称东瓯,太宁元年(323年)建郡,为永嘉郡,传说建郡城时有白鹿衔花绕城一周,故名鹿城,上元二年(675年)始称温州,已有2000余年的建城历史。温州是历史文化名城,素有“东南山水甲天下”之美誉,境内有雁荡山、江心屿、楠溪江、铜铃山、百丈漈、南麂列岛、百岛洞头等景点。温州市是中国民营经济先发地、中国数学家的摇篮、中国南戏的故乡、中国鞋都,温州人被国人称之为东方犹太人;是改革开放的前沿阵地,设有温州市金融综合改革试验区,是中国14个首批沿海开放城市之一。
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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。



水的物理性质
水的分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的。其分子式为 HO.
纯净的水是一种无色、无味、透明的液体。在4°C时密度 ,为1g/cm’,比空气的密度大 770倍。
水的沸点是 100°C,冰点是0C。
水与空气比较是不可压缩的。但是一定量的水,当加压至 20MPa时,它的体积会减少 1%。由于水的
压缩性很小,故可忽略不计。因此,我们通常称水是不可压缩的。
一般情况下,非纯净水的密度较纯净水的大。海水的密度约为 1.025 g/cm3。海水含盐量为 30~35g/L.
水与其它液体一样,具有易流动性。
这是因为水在压力作用下,可达到平衡状态;而在拉力或切力的
作用下,会产生变形。由于水具有流动性,因此它是一种流体。
二、水的压强
(一)压强的概念
单位面积上受到的压力叫做压强。压力既可以由物体的重量产生,例如大气的重量和水的重量可分别
产生大气的压力和水的压力:又可以由物体间的作用力产生,例如空气压缩机的活塞对气红内空气的作用
所产生的压缩力。压强的基本单位为帕(Pa),因帕的单位很小,故在计算水和气体的压强时,常用兆帕(MPa)。
1Pa= N/m?
IMPa= 10°Pa
需要注意的是,在 法定计量单位颁布前,潜水界经常使用大气压、公斤力/厘米?等作为压强单位,
现己不允许使用。大气压作为压强的一个概念仍在使用,不过己不再是压强的法定单位。
在医学和潜水等
领域,经常把压强称作压力,这个压力不是物理学概念的压力,而是特指压强。
潜水员在水中所承受的压强包括由水的重量所产生的静水压强,以及由水面大气的重量所产生的大气
压强,
水面大气压强随海拔高度 和天气的变化而变化,但一般情况下,我们认为地球表面的气压近似等于
0.1MPa〔一个大气压)。对于气体的压强,
一般使用压力表即可测出,当我们把压力表置于海平面大气中
时,压力表的指针指到刻度盘上“0”的位置。这并非说大气的压强为零,实际上大气的压强是 0.IMPa,
也就是说压力表所显示的压强值不包含大气压强。
为了研究方便,我们经常使用 压强和相对压强的概
念。
所渭相对压强 (也叫表压或附加压),表示气体实际承受的压强与大气压之间的压差。压力表所显示
的压强是相对压强。
所谓 压强,表示物体实际承受的压强,也就是施加的总压强。
压强等于相对压强加上 0.MPa(一个大气压)。
在气体定律的计算,以及研究高压环境对人体的生理效应时,应使用 压强。
(二)静水压强
由于水的重量而产生的压力叫做静水压力。单位面积上承受的静水压力就是静水压强。
在中学的物理课程中,我们学习过:液体内部同一点各个方向的压强都相等,而且深度增加,压强也
增加。
在同一深度,各点的压强都相等。若p为某种液体的密度,则深度为h 处的静水压强p为:
p= gph
式中:p一静水压强,Pa
8一重力加速度,Nkg
p一液体的密度,kg/cm3
h一水的深度,m
在潜水中,我们经常近似认为江河湖海的水密度都是 1g/cm’。重力加速度取 1ONKkg,静水压强以 MPa
为单位,则2-1式可简化为:
p=0.01h
当h=10m 时,
p=0.MMPa(相当于一个大气压):同理当 h=20m 时,p=0.2MPa(二个大气压)?
(2-2)
也
就是说当水深每增加 10m 时,静水压强即增加 0.1MPa(一个大气压)。
例2.1 某潜水员潜入 36m 水深处,问其承受多大的压强。
解:潜水员在水下受的压强由静水压强和水面上的大气压强歪加而成。
p=0.01h=0.01x36=0.36(MPa)
Pe=p+O.IMPa=0.36+0.1=0.46(MPa)
(三)帕斯卡定律
潜水员工作环境是具有自由液面的水下,在这种具有自由液面的水中,不同深度压强是不同的。
如果把水或其它液体放入一个没有自由液面的密闭容器内,并向容器内某点施加一个压力,情况会怎
样呢?
实验证明:在密闭容器内的液体,能把它在一处受到的压强,大小不变地向液体各部分,各方向传递,
这就帕斯卡定律。
水压机及其它一切液压机械均是根据帕斯卡定律而工作的。
(四)水流动时压强与流速的关系
水的压强除了因自重产生的静水压强外,若水是流动的,因水的流动亦会产生压强的变化。
在稳定流动的水中,截面面积小的地方,流速大,压强小:截面大的地方,流速小,压强大。当然
流速和压强并非成简单的反比关系。

当水面风力小于6级、作业点流水流速小于0.1^}0.3M/s时,即可开展作业。(2)水下切割前要查清被切割件的特性和结构特点,搞清作业目标内是否存在易燃、易爆和有物质。对可能跌落、倒塌物件要适度固定不动,水下安装企业尤其水下切割时要注意,避免砸到或损害供气管及电缆。
(3)下潜前,在海上,解决切割设备及工具、深潜配件,供气管和电缆、通信联系工具等的绝缘层、密性、使用性能开展查验实验。co2橡胶软管得用1.5倍压力的蒸气或开水清理,橡胶软管內外不可黏附植物油脂。气管与电缆应每过.5m绑扎坚固,以防互相绞缠。
进水下潜后,应立即梳理好供气管、电缆和数据信 绳等,使其处在性部位,以防毁坏。(4)在作业点上边,半经等同于水位的地区内,不可另外开展其他作业。因水中操作流程中会出现未燃烬汽体或有害气体逸出并上调至水面,海上人员需有防火提前对策,并应将供打气泵放置优势处,水下安装


混合气
?混合气的概念
混合个是指两种或两种以上单一一气体找一定此例混合所组成的均匀混合的气体。
潜水中呼吸的混合气一般买用人工配前而成,器用的配制方法有。分压配气法、容积配气法、流電
气法及称量配气法等。
金个是被路见的天然泥合气。它含有额、每、三氧化碳、水不汽等成份。空气是當用的谱水呼吸个
源。因空气中含有大的魚。
在深落水时,会使港永民发生無麻醉。故在深港水中第用氧气和其它一些情
性气体配成灣水混合气体。现今常用的是角街,和家气校一定比例配制成氢氧混合气,用于氢氧潜水和
混合气具有一定的压理,一瓶装有菜种混合气的气瓶,我们用压力表可测出这瓶混合一的压强。这个
压强是由混合气中各个成份共同作用的结果,我们把它称做混合气的总压。如果我们把混合气体中某一成
份气体单独留在气瓶内,其它成份全部排出气瓶,这时所留下的单一气体将单独占据整个气瓶的空间。我
们用压力表能够测出这种单一成份气体的压强。泥合气体中,某种单一成份的气体的压强叫做混合气体中这种单一成份气体的分压。故在混合气体中,
每一种成份的单一气体都具有各自的分压。
二、道尔顿定律
混合气的总压用压力表可轻易测得,但混合气中某种成份气体的分压几乎不可能用压力表测出。
因为
我们无法在容器中仅保留某种气体,而把其它成份气体排出。
英国科学家道尔顿通过实验证明:
混合气体的,总压强,等于各组成成份气体的分压之和,即:
P=Pi+P2+Pst?Pn
(2-10)
式中:P一混合气的总压强
P P2???P.
各组成成份气体的分压。
我们把 2-10式称做道尔顿定律,也叫分压定律。
道尔顿指出混合气中任何一种气体的分压与这种气体在整个容器中的分子百分数(体积百分比)成正
比。
道尔顿定律可用于计算混合气中菜种成份气体的分压,即:
Px-P ?C
(2-11)
式中:P一某种气体的分压
P一混合气总压
C一某种气体在混合气中所占的体积百分比。
例2.6 己知空气中 の、N,和CO,的体积分别占空气总体积的 21%、78%和 0.03%。求在常压及水下
50m 时,它们各自的分压。
解:常压下,空气的总压强为 0.IMPa,水下 50m 时,空气的压强变为 0.6MPa。在空气的压缩过程中,
各种成份的百分比不变。
据 2-11 式,在常压时,Po?= 0.l×21% =0.021(MPa)
PN2=0.1x78% =0.078(MPa)
Poo2= 0.1×0.03%=0.000 03(MPa)在水下 50m 时,三、水面等值
从上面例题中,可以看出,潜水员在 50m 水深时,从空气中吸入的氧分子的数量,比在常压(0.1MP,
从纯氧中吸入的氧分子数量还多得多。
同样吸入的二氧化碳分子数也为在水面正常空气中的六倍。为了
较气体在高压环境和常压环境对人体生理作用的影响,我们引入水面等值的概念。
所谓水面等值,指在某一深度的水中,
一定分压的某种气体的浓度,与在水面常压(0.1MPa)时呼吸白
合气体中含x%的这种气体相同。即:式中:SE一水面等值
P
一气体在某深度水中的分压
例2.7 某种混合气体中,CO,分压为 0.003MPa( 压)。问其水面等值为多少?
解:己知 Pco2=0.003MPa,根据 2-12式,可得:SE =
6., * = 0,023 x = 3%
?其水面等值为 3%。
上例中,说明潜水员在水下所吸入的二氧化碳的数量,相当于在水面常压下呼吸的气体中含有 3%的
二氧化碳,这对潜水员来说是相当危险的,即可能引起二氧化碳中毒症状。为了避免这种现象的出现,应
严格控制呼吸气源中二氧化碳的含量,并经常对潜水头盔进行通风,防止头盔内二氧化碳大量积聚引起分
压过高。
四、气体的弥散
气体的弥散,是指某种气体的分子,通过自身的运动而进入另一种物质分子间隙内部的现象。它是气
体分子在分压作用下运动的结果。
把两种气体放在同一容器内,尽管两种气体的密度不同,但到 ,这两种将完全均匀混合。
气体的弥散遵循从高分压向低分压区扩散的规律。分压的差值越大,弥散的速度也越快。



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气体在液体中的溶解
一种“T体与一种液体相接触,气体分子便街助自身的运动而进入到液体内。这就是气体在液体中的溶
解。
某些乞体比其它气体容易浴解在同一种液中,同一种么体在不同的液体中溶解的数量不相同,
在一定的過度下,0.IMPa一种气体,溶解于1老开共液体中的花升数,称为该气体在这种液体内的溶
解系数。
溶解系数大,表明气体在液体中的溶解量多,反之则少。
响气体在液体中的溶解量的因素很多。主要的因素有:(1)气体本身的特性:(2)液体的特性:(3)
气体和液体的温度:(4)气体的分压,
由于温度越高,分子的运动速度越大,故温度越高,气体越难浴解于液体。因浩水员总是在高压条件
下工作,下面我们者重讨论气体在液体中的溶解量与气体分压间的关系。
实验证明:在一定温度下,气体在液体中的溶解量与这种气体的分压成正比。我们把这个结论叫孪利
定律。
按照字利定律,如果气体的分压为 0.IMPa 时在菜种液体中溶解量为一个单位气体,那么在 0.2MPa时
将溶解二个单位的气体
当一种不含气体的液体首次暴露于气体中时,这种气体的分子在分压的作用下,会迅速进入液体中
当气体进入液体后,增加了气体的张力 《即气体在液体中的分压)。液体内气体张力与液体外这种气体分
压之间的差值,叫做压差梯度。压差梯度大,气体溶解在液体中的速度就快。
随者时间的推移,溶解在液
体内气体分子数量不断增加,
气体的张力随之增加,与此同时,液体外的气体因都份溶解在液体内,它的
分压降低,溶解在液体中的气体又有一些分子从液体中选出,增加气体的分压。这样,气体分 子不断溶解
和逸出,当压差梯度为委时,逸出和溶解的气体分子数量相等,液体中溶解的气体分子数量保特恒定,我
们称之为液体被气体饱和了。
气体的溶解度(即液体被气体饱和时,单位体积液体内溶解的气体质量)除与气体的分压有关外,还
与温度有关,温度越高,溶解度越小,反之温度越低,溶解度越大。
气体在液体中的溶解规律,对保隊港水员作业具有重要的指导意义。
潜水员吸入的泥合气中各种
气体,梅按照各自的分压成比例地溶于体内。由于不同气体的溶解度不同,因此菜种气体的溶解量与潜水
员在高压下呼吸这种气体的时间有关,如果时间较长,这种气体将会在港水员体内达到饱和,当然这种饱
和过程较慢。不同的气体在体内达到饱和需 8~-24h。
只髮潜水员所处环境的压强不变,已溶解在体内的各种气体的量就会保特原有的溶解状态。
当潜水员
从水下上升出水时。随者水深交法,静水压强越来越小,海解在港水员体内的混合气的总压也越来越小,
各种气体的分压办随之減少,溶解在潜水员体内的各种气体因分压诚少,不断地逸出体外。如果按照诚压
装控制上升速度,那么己溶解在体内的气体格会故顾利输送到肺部并呼出体外。如果对上升遠度和幅度控制不当,压力的降低超出了身体所能调节的速度,则会形成气泡并积聚在小血管内,引发减压病。



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