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Aspectos Térmicos dos Rebreathers
Quando você ouve sobre as vantagens dos Rebreathers, uma das primeiras coisas
que é mencionada, é o calor e a umidade dos gás respirado.
Quando você mergulha com Circuito - Aberto ao
invés do Rebreather, você inala um gás com umidade bem perto do
"ZERO" e bem frio. Os reguladores bi-traquéia fornecem gás
aquecido a uma temperatura próxima a da água, outros reguladores fornecem
mais frio, por exemplo uns 10ºC. Sendo assim, aquecer o gás que respiramos
pode ser um fator muito importante para o "trabalho" do mergulhador,
não importa o que ele inala porque ele sempre exala um ar com 100% de umidade
e cêrca de 36ºC.
Vamos comparar 3 situações típicas de
mergulho, todos os mergulhos em águas mornas e respirando 25L / minuto.
- Observação (ou descompressão) em 6 m
- Mergulho fácil a 30 m
- Exploração Científica em 100 m
(respirando Heliox com 10% O2)
O Poder de Aquecimento gasto aproximadamente
pelo mergulhador para respirar 25 L/min ( consumo de 1 L/min de O2):
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6m |
30m |
100m |
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"-10°C"-Regulator |
40 W + 44.8W |
100W + 44.8W |
205W + 44.8W |
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Bi-Traquéia (+10°C) |
22.5W + 44.8W |
56W + 44.8W |
116W + 44.8W |
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Condensação - Tipo -
Rebreather
(10°C, 100% umidade) |
22.5W + 35.4W |
56W + 35.4W |
116W + 35.4W |
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Termal neutro Rebreather
(36°C, 100% umidade) |
0 W |
0 W |
0 W |
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Rebreather usado a 46°C, 100% umidade |
O mergulhador recebe
8.65W + 31.5W |
O mergulhador recebe
21.6W + 31.5W |
O mergulhador recebe
44.5W + 31.5W |
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| Capacidade Termal: |
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Cp( Ar ) ~ 0.79*Cp(N2)
+ 0.21*Cp(O2) ~ 1.298 Watt*seg
/ ( bar*Litro*Kelvin)
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Cp(Heliox10) = 0.9*Cp(He) + 0.1*Cp(O2)
~ 0.9705 Watt*seg / (bar*Litro*Kelvin)
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6m |
~ |
1.6bar: |
1.6bar |
* Cp(Ar) |
* 25Litro/60seg |
~
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0.8653 Watt/Kelvin |
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30m
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~ |
4bar:
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4 bar |
*
Cp(Ar) |
* 25Litro/60seg |
~ |
2.163 Watt/Kelvin |
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100m
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~ |
11 bar: |
11bar |
* Cp(Heliox10) |
* 25Litro/60seg |
~ |
4.448 Watt/Kelvin |
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| Evaporação
(100% Umidade relativa, aqui o Litro mede o volume do Gás - Respirado): |
| ppH2O(+10°C) ~
0.0123 bar isto significa 0.00998g/l ou 22.5 Joule/l (Gás - Respirado) |
| ppH2O(+36°C) ~
0.06 bar isto significa 0.04772g/l ou 107.5 Joule/l |
| ppH2O(+42°C) ~
0.082 bar isto significa 0.06592g/l ou 148.5 Joule/l |
| ppH2O(+46°C) ~
0.1 bar isto significa 0.08123g/l ou 183 Joule/l |
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1Joule = 1Watt*seg
107.5Wseg/l * 25l / 60seg ~ 44.8W |
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| 0.04772g/l*25l/min*60min ~ 72g/h
que significa 0.072 Litro Água por Hora |
Isto significa que durante uma imersão com Circuito Aberto você perde 0.1
Litro Água por 1.4 horas causado pela Evaporação, quando você respira 25
l/min.
Evaporação - Balanço (respirando 25
l/min para um consumo de oxigênio de 1 l/min):
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Desidratação/hora |
Condensação/hora |
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Mergulho - Circuito Aberto |
- 0.072 Litro |
Expelida |
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Rebreather, temperatura -
inalação 10°C |
- 0.057 Litro |
0.107 Litro |
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Rebreather, temperatura -
inalação 42°C |
+ 0.0273 Litro: Hidratação |
0.023 Litro |
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Rebreather, temperatura -
inalação 46°C |
+ 0.05
Litro: Hidratação |
Zero |
Estes Cálculos assumem que o CO2 é absorvido pela Cal Sodada e o produto da
reação - água, deixa o material como vapor (isto se gás estiver
suficientemente quente) . A Hidratação significa que o mergulhador não
perde água pela respiração, ele consegue "água" porque ele
respira um vapor úmido e quente.
E então, o que representam
todos esses dados ?
Eles mostram que:
- Utilizando-se um Rebreather corretamente
desenhado, significa que há uma séria tendência de uma proteção
termal para o mergulhador.
- Mergulhadores Rebreather tem poucos
problemas com a Desidratação.
- Mergulhar com Rebreathers em águas frias,
pode causar imersões mais curtas, assim como a troca antecipada da Cal
Sodada.
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