Kimyasal oksijen üretiminin basınçlı tank deposuna göre avantajları nelerdir?


7

Ticari uçaklarda kimyasal oksijen üretimi (COG) , uçak basınçsız hale getirilmişse yolculara ve mürettebata acil oksijen sağlamak için kullanılır. Ağırlık için sıkıştırılmış oksijen tanklarından çok daha fazla oksijen üretir.

Orijinal belgeyi COG, oksijen mum üreticilerinin birkaç sitesi ve ABD Federal Havacılık İdaresi'nin oksijen ekipmanı belgesinde okudum (sizi temin ederim). Ancak, bilgimin geri kalanının çoğu, fizikçi olarak kendi geçmişimden; Bu yöntemlerin mühendislik bakış açısıyla nasıl karşılaştırıldığını bilmek istiyorum.

Azalan ağırlığın yanı sıra, uçakta COG'un başka avantajları var mı? Yüksek basınçlı gaz halinde oksijen deposuyla karşılaştırıldığında güvenlik avantajları sağladı mı? Oksijen mumu söndüğünde aşırı sıcak yanıyor ama yüksek basınçlı gaz tüplerinin çok daha tehlikeli ve hasar görmesi halinde patlamaya eğilimli olabileceğini hayal ediyorum.


Havayolu endüstrisinde çalıştıktan sonra, bir şeyin bir ağırlık avantajı varsa, başka bir avantaj gerektirmediğini, daha düşük bir ağırlığın yeterli olacağına güvenerek söyleyebilirim.
regdoug

Yanıtlar:


4

Bu kimyasal sistemlerin daha fazla sıkıştırılmış tanklara sahip olmalarının bir avantajı, aralıklı kullanım ve uzun süreli depolama için ne kadar uygun olduklarının (düzenli, sürekli çalışmanın aksine) olmasıdır. ABD FAA Havacılık Bakım Teknisyeni El Kitabı bu avantajı işaret sayfa 16-5 üzerine :

Sodyum klorat kimyasal oksijen jeneratörleri ayrıca uzun bir raf ömrüne sahiptir ve bu da onları oksijenin bekleme şekli olarak mükemmel yapar. 400 ° F'nin altında hareketsizdirler ve ihtiyaç duyulana kadar veya son kullanma tarihine kadar çok az bakım veya inceleme ile saklanabilirler.

Sıkıştırılmış gaz tüpleri ise kullanımda veya depoda düzenli bakım ve test gerektirir. Basınçlı kaplar, uzun süre boyunca metal yorgunluğuna ve korozyona eğilimlidir. Aşırı sıcaklıklara maruz kalma, yorgunluğu hızlandırabilir veya zaten zayıflamış bir silindirin bozulmasına neden olabilir; COG sistemleri, kıyaslandığında aşırı sıcaklıklara karşı daha az hassastır.

Acil durum sisteminin bir parçası olarak, bir oksijen tüpü nadiren kullanım görür ve mekanik yorgunluk korozyondan daha az endişe verici olur. * Korozyon, esas olarak depolanan gazın reaktivitesi ve kısmi basıncı ve silindir içindeki nemin varlığından kaynaklanır. . Valfler ve regülatörler gibi uygun fitting seçimi fitting ile silindir arasındaki galvanik reaksiyon potansiyelini en aza indirmek için kritik öneme sahiptir.

Basınçlı kapların , iç ve dış arasındaki basınç farkını desteklediğini unutmayın . Bir dekompresyon olayı sırasında, dış basınç hızlı bir şekilde düşerken, iç basınç sabit kalır ve böylece damardaki baskıda hızlı bir artışa neden olur. Bunun iki sonucu vardır: Birincisi, işletme yüksekliğindeki düşük atmosferik basıncı hesaba katan tankın kapasitesi azaltılmalıdır; İkincisi, aşınmış bir tankın en çok ihtiyaç duyduğunuz anda patlaması muhtemeldir - bir güvenlik cihazında istenen kalitede değil. (COG sistemleri, bilmediğim kadarıyla patlamaz, ancak doğru kullanılmadığında yangına başlayabilirler .)

Bu, sıkıştırılmış gaz tüpleri için sıkı denetim ve bakım gereksinimlerine yol açar. Yeniden yeterlilik testinden geçmek ve potansiyel olarak yenileme veya kınama yapmak için sık sık hizmete girip çıkmaları gerekir. Bu gereksinimlerin ne kadar karmaşık olduğu hakkında biraz fikir edinmek için bu 2003 Hava Aracı Bakım Teknolojisi makalesine bakın .

Tüm bunlar elbette operatöre bir maliyeti temsil ediyor - servis sözleşmeleri, eğitim vb. Temel olarak bilet fiyatları ile rekabet eden bir sektörde , maliyet kraldır ve düşük bakım maliyetleri cazip bir satış noktası olacaktır.

Ayrıca, sistemi devreye almanız gereken durumlar için güvenlik sistemi maliyetini doğrudan ilişkilendirebilmek güzeldir. Aralıklı, acil durum uygulamalarına uygunluk ile ilgili başlangıç ​​noktasına geri dönme: Basınçsızlaştırma olup olmadığına bakılmaksızın o silindir için bakım masrafları ödersiniz. Oksijenin kendisinin maliyeti muhtemelen kıyaslandığında düşüktür. Dolayısıyla, olayların sıklığını bir büyüklük sırasına göre azaltmak maliyeti çok fazla değiştiremez. Öte yandan, yalnızca onu kullandığınızda COG sistemi için ödeme yapmak, havayolunun basınçsızlaştırma olaylarını azaltarak maliyetlerini düşürebileceği anlamına gelir. Bu çok fazla bir mühendislik endişesi değil ve burada biraz spekülasyon yapıyorum; Mesele şu ki, işletmeler genellikle mühendislerin verdikleri şekilde karar vermezler.


* Saf oksijenin aşındırıcı bir gaz olmadığını (belki de soluduğumuzdan dolayı) düşünebilirsiniz, ancak "aşındırıcı" tanımı bağlamla biraz değişebilir. Örneğin, Hava Sıvısı Tasarımı ve Güvenliği El Kitabı (s. 2) bu tanımı kullanır:

Aşındırıcı Gazlar

Bunlar, temasta veya su varlığında materyali veya dokuyu paslandıran gazlardır. ... tahriş olma olasılığı ve akciğerlere, mukoza zarlarına ve göz dokularına temastan zarar gelmesi nedeniyle, gazın eşik sınır değerlerinin katı bir şekilde gözlenmesi gerekir. Aşındırıcı malzemelere maruz kalmayı en aza indirmek için uygun koruyucu kıyafet ve ekipman kullanılmalıdır.

Buradaki vurgu kişisel güvenlik ve sağlık etkileri üzerinedir ve bu bağlamda oksijen aşındırıcı bir gaz değildir. Ancak, bir gazı basınçlı bir silindire depolamak bağlamında, vurgu, depolanan gazın duvarları veya bileşenleri ile kimyasal olarak reaksiyona girmelerini engelleyen bir şekilde reaksiyon gösterme potansiyeli üzerinde durmaktadır ve bu bağlamda saf oksijen kesinlikle "aşındırıcı" olarak sayılmaktadır. ."


Bu çok çok yardımcı bir cevaptı. Zaman ayırdığınız için teşekkürler!
Leavenotrace

4

Sığınma sistemleri konusundaki kişisel deneyimlerinden, uzay gereksinimleri, taşınabilirlik ve yer değiştirme kolaylığı nedeniyle tıbbi oksijen gazı tanklarına göre oksijen üreten sistemler tercih edilir.

Acil durum sığınağı sistemleri yer altına, madenlere veya tünel açma projelerinde veya petrol rafinerileri ve kimyasal tesisler gibi endüstriyel tesislerde tasarlanıp monte edildiğinde kritik hususlar şunlardır:

  • sığınacak kişi sayısı
  • kurtarılabilirlik süresi, kurtarılmadan önce
  • sığınma sisteminin sağlamlığı
  • aşındırıcı elementler, patlamalar, mağaralar ve gömülme gibi olaylardan dolayı oksijen sistemine zarar gelmesinin önlenmesi.

Bir grup insan için acil oksijen ihtiyacını karşılamak için çok sayıda oksijen tankı gerekir ve tüm tankları boru, vana ve basınç regülatörleri ile bağlamak için gerekli tesisat önemli olabilir. Bütün bunlar çok fazla alan gerektiriyor. Ayrıca, sığınma sistemi yeniden yerleştirildiğinde, bağlanmak ve bağlantıyı kesmek ve yeniden bağlanmak için çok zaman gerekir.

Oksijen üreten sistemler daha küçüktür, daha az yer gerektirir, bakımı için daha az zaman harcarlar ve taşınabilirler. Oksijen üretme cihazlarını kullanan sığınak sistemi, hızla ve en az çabayla kıyaslandığında yeniden konumlandırılabilir. MineARC web sitesi örnek teşkil etmesi amacıyla, yaptıkları sığınak taşınabilir odalarını gösterir.

Sorunuzda ağırlık ağırlığınızı belirttikçe, oksijen jeneratörleri gaz tüplerinden daha fazla oksijen üretir. Bu nedenle, oksijen jeneratörleri denizaltılarda ve büyük uçaklarda acil durumlar için de kullanılır: kompakt, taşınabilir ve bu gemilerde yaşayanlara, bu gemilerde kritik olan daha uzun bir hayatta kalma süresi sunarlar.


Düzenle.

Bir düşünce olarak, pilotlar için, mum olmayan ve bir mumla aynı miktarda ısı oluşturmayan bir oksijen oluşturucuyu düşünmeye değer olabilir. Drager ve MSA, insanların tehlikeli bir atmosferden güvenli bir yere ulaşmalarını sağlayan acil durumlarda kullanılmak üzere portatif oksijen tedarik cihazları üretmektedir.

Cihazlar oksijen kaynağı olarak potasyum süperoksit kullanır. Kimyasal reaksiyonla oksijen üretmek için bir kişinin soluduğu su buharıyla reaksiyona girer,

4KÖ2+2'H2Ö=4KÖ'H+3Ö2

Drager Oxyboks ve MSA eşdeğer oranı nefes bağlı olarak 8 dakika ile 2 saat arasında sürecek bir oksijen kaynağı sunuyoruz. Bir uçakta, bu süre daha fazla miktarda potasyum süperoksit temin edilerek genişletilebilir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.