Como calcular a capacidade do cilindro SCBA: Compreendendo a duração do trabalho de cilindros de fibra de carbono

Cilindro de aparelho de respiração independente (SCBA)S são críticas para fornecer ar respirável aos bombeiros, profissionais de resgate e outros funcionários que trabalham em ambientes perigosos. Sabendo quanto tempo umCilindro SCBAdurará durante o uso é vital para o planejamento de operações e garantir a segurança. A duração de trabalho de um cilindro depende de seu volume, pressão e taxa respiratória do usuário. Este artigo o levará a como calcular a capacidade de umCilindro SCBA, usando uma fórmula simples, com atenção especial acilindro composto de fibra de carbonos, que são amplamente utilizados devido ao seu leve e força.

Cilindro SCBANoções básicas: volume e pressão

Cilindro SCBAS Armazenia o ar comprimido em alta pressão, normalmente medida em barras ou libras por polegada quadrada (psi). O volume de ar dentro do cilindro é geralmente expresso em litros. Os dois principais fatores que determinam quanto ar está disponível são:

• Volume do cilindro: Este é o tamanho interno do cilindro, geralmente expresso em litros (por exemplo, 6,8 litros ou 9 litros).
• Pressão do cilindro: A pressão em que o ar é armazenado, normalmente entre 200 e 300 bar paraCilindro SCBAs.

Cilindro composto de fibra de carbonoS são populares nos sistemas SCBA porque oferecem uma capacidade de pressão mais alta (até 300 bar), sendo muito mais leves que os cilindros tradicionais de aço ou alumínio. Isso os torna ideais para situações em que os usuários precisam se mover rapidamente ou por períodos prolongados.

Thfórmula e para calcular a duração do SCBA

A duração de trabalho de umCilindro SCBApode ser calculado usando a seguinte fórmula:

• O “40 ″ na fórmula representa a taxa de respiração média de uma pessoa em condições de trabalho moderadas. Essa taxa pode variar dependendo de quão duro o usuário está funcionando, mas 40 litros por minuto (l/min) são um número padrão.
• O "-10" no final da fórmula é uma margem de segurança, garantindo que o usuário tenha tempo para sair da área perigosa antes que o ar acabe completamente.

Exemplo de cálculo:

Vamos calcular a duração do trabalho para um 6,8 litroscilindro de fibra de carbono, pressurizado a 300 bar.

Neste exemplo, oCilindro SCBAforneceria aproximadamente 35 minutos de ar respirável antes de precisar ser substituído ou reabastecido. Esse cálculo assume uma atividade física moderada e o tempo de uso real pode variar se o usuário estiver se exercendo mais ou menos.

Fatores AffectingCilindro SCBADuração

Enquanto a fórmula fornece uma estimativa básica, vários fatores podem influenciar

a duração real de umCilindro SCBAem uso. Compreender essas variáveis ​​é essencial para garantir operações seguras.

1. Taxa de respiração

A fórmula assume uma brecha média

Taxa de dobra de 40 l/min, que corresponde a atividade moderada. Na realidade, a taxa de respiração pode flutuar, dependendo da carga de trabalho do usuário:

• Baixa atividade: Se o usuário estiver em repouso ou executando o trabalho leve, a taxa de respiração poderá ser menor, em torno de 20 a 30 l/min, o que estenderia a duração do cilindro.
• Alta atividade: Durante a atividade física pesada, como combater incêndios ou resgatar pessoas, as taxas de respiração podem aumentar para 50-60 L/min ou mais, reduzindo a duração do cilindro.

2. Pressão do cilindro

Os cilindros de alta pressão fornecem mais ar para o mesmo volume.Cilindro de fibra de carbonoS normalmente opera a pressões de até 300 bar, em comparação com cilindros de aço ou alumínio, que podem ser limitados a 200 bar. A pressão mais alta permiteCilindro de fibra de carbonos manter mais ar em um pacote menor e mais leve, estendendo a duração do trabalho.

3. Margem de segurança

A margem de segurança incorporada na fórmula (-10 minutos) garante que o

O usuário não fica sem ar enquanto ainda está em um ambiente perigoso. É importante respeitar esse buffer ao calcular o tempo de trabalho e o planejamento do uso do ar, especialmente em situações em que a rota de saída pode levar alguns minutos para atravessar.

T

o papel deCilindro composto de fibra de carbonos

Cilindro composto de fibra de carbonoS se tornaram a escolha preferida para os sistemas SCBA devido ao seu design leve e capacidade de manter pressões mais altas. Comparado aos cilindros de aço e alumínio,Cilindro de fibra de carbonoS oferecem vários benefícios:

• Peso: Cilindro de fibra de carbonoS é significativamente mais leve que o aço, facilitando o transporte e redução da fadiga para o usuário durante operações estendidas.
• Pressão mais alta: Eles podem ser preenchidos com pressões de até 300 bar, fornecendo mais ar sem aumentar o tamanho do cilindro.
• Durabilidade: Os compósitos de fibra de carbono são extremamente fortes, capazes de suportar altas pressões, além de serem resistentes ao impacto e aos fatores ambientais.

O design leve é ​​particularmente importante para os trabalhadores de resgate que precisam permanecer móveis enquanto carregam outros equipamentos, como ferramentas de combate a incêndios ou equipamentos médicos. Apesar de suas vantagens,Cilindro de fibra de carbonoS vem com alguns requisitos de manutenção adicionais, como testes hidrostáticos regulares para garantir que permaneçam seguros sob pressão.

Teste hidrostático eCilindro SCBAManutenção

Para manter a confiabilidade deCilindro SCBAS, incluindo modelos de fibra de carbono, a manutenção regular é essencial. Isso inclui:

• Inspeções visuais: Verifique se há danos, como rachaduras ou amassados, antes de cada uso.
• Teste hidrostático: Fibra de carbonoCilindro SCBAnormalmente requer testes hidrostáticos a cada cinco anos para garantir que eles possam lidar com as altas pressões envolvidas. Este teste verifica qualquer expansão no cilindro que possa indicar o enfraquecimento do material.
• Substituição: Mesmo com manutenção adequada,cilindro de fibra de carbonoS tem uma vida útil finita, geralmente cerca de 15 anos, após o que devem ser substituídos.

Conclusão

Saber como calcular a capacidade e a duração do trabalho deCilindro SCBAs é

crucial para quem confia nesses dispositivos em ambientes perigosos. Usando a fórmula(Volume × pressão) / 40 - 10, você can Estime o tempo disponível em qualquer cilindro, tendo em mente que as taxas de respiração, pressão e margens de segurança desempenham um papel na duração final.

Cilindro composto de fibra de carbonoS, com seu design leve e capacidade de manter altas pressões, são uma escolha popular para os sistemas SCBA. Eles oferecem durações de trabalho mais longas e melhor mobilidade em comparação com cilindros de aço ou alumínio. No entanto, a manutenção regular, incluindo inspeções visuais e testes hidrostáticos, é fundamental para garantir que esses cilindros permaneçam seguros e eficazes ao longo de sua vida útil.

Compreendendo esses aspectos deCilindro SCBAA capacidade ajudará a garantir um uso seguro e eficaz em ambientes desafiadores, onde cada minuto de ar respirável pode fazer a diferença.