Exemple 2 : Déterminer le débit minimum de la buse sonique pour une consommation métabolique de 2 litres par minute et de manière à avoir au moins une fraction d’oxygène dans la boucle de 0,21.
Données :
VO2 = 2 FIO2 = 0,21 FSO2 = 0,4
Résolution
Qs = [2 x (1 – 0,21)] / (0,4 – 0,21) = 8,3 litres / minutes
Détermination du débit minimum de la buse sonique.
En appliquant la formule (2a) et en considérant que la fraction d oxygène dans la boucle ne peut pas être inférieure à 0,21 et que la consommation métabolique est de maximum
2,5 litres par minutes ont peut établir la relation pratique suivante.
Qs = 200 / (Nx – 21)
(3)
Avec :
Nx Pourcentage d’O2 de la source
Exemple : déterminer pratiquement la buse sonique pour l’utilisation des Nx 32, 36, 40, 50,
60, 80
Nx Buse sonique
32 18 litres/minute
36 13 litres/minute
40 10,5 litres/minute
50 7 litres/minute
60 5,5 litres/minute
80 3,5 litres/minute
Calcul de la fraction d’oxygène dans la boucle des recycleurs en mode passif.
Valable pour les recycleurs DC55, RI 2000
Dans ce type d’appareil une partie des gaz respirés est rejetée dans l’eau à chaque respiration du plongeur. C’est la chute de volume de gaz dans la boucle qui provoque l’admission de gaz frais. Le volume de gaz injecté dans la boucle est proportionnel à la pression hydrostatique. Ce qui revient à dire que la fraction d’oxygène injectée est proportionnelle à la profondeur. En appliquant les lois de la mécanique des fluides et de la physique il vient :
FIO2=1– (1–FSO2) x [(P + (
ξξξξ
x
λλλλ
)) / (P x
λλλλ
)]}
(4)
En posant :
ξξξξ
= V
I
/ V
E
λλλλ
= (21 –V
LO
)/100
Pour connaître sont V de lire la valeur affichée.
LO
c’est très simple il suffit d’expirer lentement dans son oxymétre et
P
V
V
I
Avec :
FIO2 Fraction d’oxygène dans la boucle
FsO2 Concentration en oxygène de la source (bouteille de Nitrox)
V
E
LO
ξ
λ
Pression ambiante absolue.
Volume du sac d’inspiration
Volume du sac d’expiration
Reliquat d’oxygène expiré
Rapport constructif de la machine variant entre 10 et 15
Coefficient métabolique varie entre
0,03 et 0,06
Calcul de la durée maximum d’utilisation de la chaux
Pour faire simple comme rien ne se perd et rien ne se crée: on peut considérer que pour chaque litre d’oxygène que notre organisme brûle nous rejetons un litre de CO2. La difficulté réside dans le fait que notre consommation métabolique est fortement variable. De surcroît le rendement des réactions chimiques dépent non seulement du design du scrubber mais aussi des conditions de réaction : vitesse des gaz, pression, degré de saturation de la chaux, température. Elle dépens de la chaux elle-même :
Granulométrie, forme des granules… Et facteur aggravant à l’heure actuelle il n’existe aucune sonde économiquement fiable qui permet la mesure du degré de saturation de la chaux sodée. Il n’est donc pas possible de donner une formule précise. Le constructeur estime qu’il est possible de plonger durant 90 minutes avec un kilo de chaux sodée.
Nous pouvons donc établir une formule simple et même simpliste :
T uc
= (Cs x 90) / (1 +
Ψ
) (5)
Avec :
T uc
Cs
Ψ temps d’utilisation de la chaux
Capacité du Scrubber en kilo
Coefficient de sécurité (0,15….0,25)
Pour le Dolphin si on adopte :
Ψ
=0,15 comme la capacité du Scrubber est de
2,25 kg on trouve un T uc
de 176 minutes ce qui est très proche des données techniques du Dolphin (180 minutes)
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