Испытательная барокамера на пониженное давление

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления

Испытательная барокамера на пониженное давление

Условия испытаний и применяемое испытательное оборудование. Ис­пользование изделий на различных высотах приводит к необходимос­ти проведения испытаний в условиях пониженного атмосферного дав­ления и различных температур.

Атмосферное давление, иногда называемое барометрическим, обусловлено воздействием слоев атмосферы, находящихся над точ­кой измерения. При этом пренебрегают действием инерционных сил, вызванных движением масс воздуха.

Поскольку с увеличением вы­соты изменяются барометрическое давление и плотность, то одина­ковым приращениям высоты соответствуют все меньшие изменения давления воздуха, т. е. с высотой давление убывает тем быстрее, чем тяжелее газ (больше ц) и чем ниже температура.

С ростом высоты атмосферное давление уменьшается, и его называют вакуумметри — ческим или разреженным.

Разреженный воздух (газ), с которым имеют дело в процессе испытаний на пониженное атмосферное дав­ление, по своим свойствам мало отличается от идеального газа, по­этому для характеристики происходящих при испытании процессов можно пользоваться уравнением состояния следующего вида:

где р — давление; V — объем; N — число молекул; т — масса одной молекулы; М — масса газа; R — универсальная газовая постоянная; Т — абсолютная температура.

В основу определения степени разрежения (степени вакуума) положено сравнение средней длины X свободного пробега молекул газа с характерным линейным размером d (объема камеры). Различа­ют следующие степени вакуума: низкая при X « d; высокая при X » d; средняя, когда X и d различаются незначительно; сверхвысо­кая, характеризующаяся предельно низкими абсолютными значени­ями.

Ниже приводятся предельные значения атмосферных давлений, соответствующие определенным степеням вакуума:

101,5 кПа—133,3 Па

133.3 Па—133,3 мПа

133.3 мПа—13,3 мкПа 1,33 мкПа

Под действием пониженного атмосферного давления возникают:

• тепловые повреждения, вызванные ухудшением условий охлаж­дения;

• электрические повреждения, такие как снижение электричес­кой прочности воздуха, приводящие к опасности возникнове­ния дугового и поверхностного коронного разрядов с образова­нием озона;

• механические повреждения вследствие образования перепадов давления между воздухом внутри и снаружи изделия, наруше­ния герметичности, появления течи и т. д.

Таким образом, изменяются характеристики, влияющие на бе­зопасность изделий, вызванные изменениями диэлектрических свойств воздуха (плотности воздуха и подвижности ионов).

Воздействие холода или теплоты при пониженном атмосферном давлении увеличивает изменение характеристик материалов (хрупко­сти, пластичности), вызывающих деформацию или появление тре­щин в герметичных уплотнениях аппаратуры или корпусов некоторых изделий.

Одновременное воздействие температуры и пониженного атмосферного давления способствует испарению пластификаторов и продуктов расщепления из пластмасс, что приводит к изменению их механических и электрических свойств, а также к конденсации этих продуктов испарения на поверхностях соседних изделий, вследствие чего изменяются их свойства или возникает коррозия. Указанное воз­действие вызывает испарение смазочных материалов, что увеличива­ет трение и торможение движущихся частей. Таким образом, анализ воздействия внешних факторов указывает на ряд причин, вызываю­щих возникновение отказов.

Для испытаний на воздействие пониженного атмосферного дав­ления и температуры используют термобарокамери, воспроизводя­щие пониженное атмосферное давление при нормальной, повышен­ной или пониженной температурах.

Основными параметрами, характеризующими термобарокамеры, являются: диапазон значений (пределы изменения) атмосферного давления; точность поддержа­ния давления; скорость откачки газа из рабочего объема камеры S = ДК0/(Д/), где AV0 — объем воздуха, поступающий в единицу времени Дt из камеры в трубопровод при давлении р в ней; время выхода на режим; состав остаточных газов. Помимо указанных пара­метров для оценки работы камеры пользуются параметрами, харак­теризующими температурные режимы.

https://www.youtube.com/watch?v=K823hXfijhw

Для создания пониженного атмосферного давления в рабочем объеме камеры используются вакуумные насосы. Перед включением камеры давление в системе «камера-соединительный трубопровод — насос» одинаковое и воздух неподвижен. При включении насоса на­чинается откачка, воздух из рабочего объема камеры перемещается в насос, который непрерывно выбрасывает его в окружающее простран­ство.

Поскольку объем системы и температура остаются неизменны­ми, давление понижается. При этом у конца трубопровода, обра­щенного к насосу, впускное (входное) давление р2 падает быстрее, чем выпускное давление р{ у конца трубопровода в рабочем объеме камеры.

Следовательно, на концах трубопровода создается разность давлений Р- Pi, которую называют движущей разностью давлений, причем рх> р2.

Насосы характеризуются следующими основными параметрами:

• скоростью откачки 50;

• начальным впускным (входным) давлением насоса, определяемым давлением, начиная с которого обеспечивается его нормальная работа;

• предельным остаточным давлением насоса, при котором впуск­ное (входное) давление достигается после достаточно длитель­ной откачки системы, не имеющей ни натекания извне, ни газовыделения внутренних стенок.

Нижнее предельное давле­ние насоса определяется тем, что в процессе работы системы наступает момент, когда воздушный поток, поступающий из камеры в насос, становится равным обратному потоку газооб­разных веществ, поступающих из насоса в камеру, и насос начинает работать вхолостую.

Обратный поток определяется газоотделением внутренних стенок насоса, недостаточной гер­метичностью, выделением газов из рабочих жидкостей;

• наибольшим выпускным (выходным) давлением вакуумного насо­са, определяемым давлением у его выпускного отверстия, при превышении которого насос прекращает нормальную работу ввиду прорыва газа с выпускной стороны;

• подачей QH насоса, оцениваемой произведением номинальной скорости SH откачки насоса на впускное (входное) давление:

Он = $нР2 •

Помимо указанных параметров для характеристики насосов пользу­ются также следующими параметрами: потребляемой мощностью элек­тродвигателя, количеством заливаемой рабочей жидкости (если она используется в насосе), размерами насоса, числом ступеней и т. д.

Помимо насоса в вакуумную систему термобарокамеры входят клапаны, предназначенные для выполнения следующих функций:

• выравнивания давления на входном и выходном патрубках на­соса с рабочей жидкостью во время его остановки;

• отключения испытательной камеры от насоса после достиже­ния в ней рабочего давления;

• обеспечения дросселирования процесса откачки для предотвра­щения перегрева насоса;

• напуска воздуха в испытательную камеру;

• подключения течеискателя, предназначенного для определе­ния наличия натекания воздуха, и т. д.

Возможны два принципа построения термобарокамер: с распо­ложением теплоизоляции снаружи или внутри стенок камеры.

При наружном расположении теплоизоляции вне вакуумированной части уменьшаются требования к производительности систем нагрева и ох­лаждения, поскольку уменьшаются потери теплоты на нагрев тепло­изоляции, обладающей большой массой и хорошей теплоемкостью.

При внутреннем расположении теплоизоляции возможны такие отри­цательные явления, как загрязнение воздуха в камере испарениями, выделяемыми теплоизоляцией, ее увлажнение и ряд других. Вслед­ствие этого первая конструкция является предпочтительней.

Важным является выбор толщины стенок вакуумированной час­ти, которая при разрежении, соответствующем 133 Па, должна выдерживать воздействие внешнего атмосферного давления не ме­нее 101 кПа.

Необходимость в минимальной толщине стенок объяс­няется тем, что нагрев (охлаждение) осуществляется с помощью тер­морубашки, так как термовоздействие на испытательное пространство при вакууме в камере практически невозможно. Принудительная цир­куляция воздуха в термобарокамерах затруднена, поэтому использу­ются мощные аксиальные вентиляторы.

Время снижения давления на 99,6 кПа составляет около 20 мин. Современные термобарокаме­ры имеют задающие устройства, обеспечивающие воспроизведение определенного закона изменения давления и температуры.

Для испытания изделий под электрической нагрузкой в стенке камеры монтируют герметичные вводы (соединители), расстояние между которыми выбирают из условия, исключающего возникнове­ние ионизационных процессов при пониженном давлении и задан­ных напряжениях, подаваемых на изделия.

Методы испытаний на воздействие пониженного атмосферного давления.

Целью испытаний изделий на воздействие пониженного атмосферного давления является определение их пригодности для эк­сплуатации в наземных или летных условиях на больших высотах при атмосферных давлениях не ниже 1,33 кПа.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления, действующего в пределах стра­тосферы, осуществляются одним из методов, определяемых темпе­ратурой окружающей среды. Различают испытания при нормальной, повышенной или пониженной рабочих температурах.

Испытаниям на воздействие пониженного атмосферного давле­ния при нормальной температуре подвергают тепло — и нетепловыделя — ющие изделия, находящиеся в рабочем состоянии, для которых тем­пературные воздействия не являются критичными, так как не влияют на их тепловой режим.

Испытаниям на воздействие пониженного атмосферного давле­ния при повышенной (пониженной) температуре подвергают тепловы­деляющие изделия, для которых температурное воздействие при элек­трической нагрузке является критичным. Одним из важных условий обеспечения воспроизводимости результатов испытаний тепловыде­ляющих изделий является правильный выбор соотношения площади поверхности, окружающей изделия, и общей площади поверхности изделия.

Испытания на воздействие пониженного атмосферного давления и повышенной (рис. 6.35) или пониженной температуры проводятся с соблюдением приводимых ниже методик, различных для тепло — и нетепловыделяющих изделий.

Разница заключается в том, что теп­ловыделяющие изделия предпочтительно испытывать в камере без при­нудительной циркуляции воздуха, а нетепловыделяющие изделия — в камере с принудительной циркуляцией воздуха.

Испытания следу­ет проводить при комбинациях значений атмосферного давления, тем­пературы и длительности их воздействия, приведенных в табл. 6.6.

Рассмотрим метод испытаний на воздействие пониженного ат­мосферного давления при нормальной температуре, для реализации которого используются барокамеры или термобарокамеры. Процесс испытаний складывается из приводимых ниже операций, отличаю­щихся от показанных на рис. 6.35 постоянством нормальной темпе­ратуры.

Операция /. Процесс испытаний начинается с предварительной выдержки в нормальных атмосферных условиях (если другое не пре­дусмотрено нормативной документацией), завершающейся первона­чальными измерениями, предусматривающими внешний осмотр, измерение значений электрических параметров и проверку механи­ческих характеристик.

Рис. 6.35. Режим испытаний на воздействие повышенной температуры ЮГ и пониженного атмосферного давления: а — нетепловыделяющих изде­лий; б — тепловыделяющих изделий; / — время, в течение которого тем­пература в камере достигнет значения, лежащего в пределах, уста­новленных для нормальных атмосферных условий

Операция1. ТемператураЗаданная температура испытания *Температура в лаборатории
2. Атмосферное давлениеАтмосферное давление в лабораторииЗаданное атмосферное * давление при испытании3.Питание включено4. Проверка работо­способности и (или) внешний осмотр
Операция1. ТемператураЗаданная температура испытания *Температура в лаборатории
Питание может быть выключено
* Только для случая, когда образец испытывается в рабочем состоянии *♦ Промежуточные измерения
2. Атмосферное давление Атмосферное давление в лабораторииЗаданное атмосферное давление при испытании
Длительность выдержки

Источник: http://ooobskspetsavia.ru/2015/11/11/ispytaniya-na-vozdejstvie-ponizhennogo-atmosfernogo-davleniya/

Барокамера – как лечит, показания, противопоказания, где найти

Испытательная барокамера на пониженное давление

Барокамера – техническое устройство, представляющее собой герметичную емкость, в которой может быть создано повышенное (компрессионная барокамера) или пониженное (вакуумная барокамера) давление воздуха (газов).

1. Барокамера, назначение
2. Принцип работы барокамеры
3. Что лечит барокамера?
4. Барокамера медицинская
5. Барокамера промышленная
6. Барокамера водолазная
7. Как проходит сеанс в барокамере
8. Баротерапия, статьи

Барокамера, назначение

Барокамеры делятся по назначению на промышленные барокамеры и медицинские барокамеры. Есть так же отдельное назначение водолазных барокамер, но это частный случай медицинских барокамер.

Отдельно надо отметить, что появились современные безопасные барокамеры, которые часто называют «кислородная капсула«. Это такая же медицинская барокамера, только абсолютно безопасна и рабочее давление 1.3-1.5 АТА, что практически равно давлению в классических медицинских барокамерах.

Главное преимущество кислородных капсул — безопасность и низкая стоимость (от 200 т.р.). Барокамеры уже можно устанавливать дома или в офисе, а так же арендовать.

Принцип работы барокамеры

Принцип работы барокамеры заключается в том, что в замкнутом пространстве создается определенное давление воздушно-газовой смеси.

Для начала в барокамеру помещается пациент. Если будет кислородная атмосфера внутри, то необходимо применить все меры безопасности — никакой синтетики, косметики, электронных устройств и прочего. Кислородная атмосфера достаточно опасна, возможен пожар или взрыв.

Потом в барокамеру подается воздушно-газовая смесь под давлением. Давление поднимается плавно, чтобы было время «продуться» — уши хорошо может заложить, что может привести к баротравме.

Давление внутри барокамеры выставляется согласно курсу лечения — от 1.1 АТА до 2-3 АТА. Это примерно до 30 метров под водой.

Фактически получается продуваемое замкнутое пространство — с одной стороны подается нужна воздушно-газовая смесь, с другой выходит отработка. В процессе работы клапана сильно шипят.

В конце сеанса происходит сброс давления — тоже плавный.

Барокамера медицинская

Барокамера медицинская — это медицинское оборудование, внешне похожее на батискаф. В барокамеру клиент помещается лежа или сидя, ему нужно всего лишь находиться там и вдыхать воздух, обогащенный кислородом. Давление и концентрация кислорода внутри камеры контролируются датчиками и специальными клапанами.

За этими показателями следит врач  или другой специалист. В барокамере создаются условия, похожие на погружение примерно на пять-десять метров ниже уровня моря. Во время процедуры возможна заложенность ушей. Гипербарическая оксигенация проводится курсом – от 10 до 40 процедур.

Продолжительность одного сеанса от двадцати минут и до одного часа.

Еще лет 50-60 назад многие видели и пользовались классическими медицинскими барокамерами — большие металлические цилиндры, похожие на батискаф. Они бывают одноместные и многоместные.

Одноместные барокамеры небольшого диаметра, человек там находится горизонтально и почти неподвижно. Во время сеанса можно спать или смотреть телевизор — его обычно подвешивают на стену или потолок, чтобы видно было.

Многоместные барокамеры рассчитаны на группы 4-20 человек. Таких барокамер очень мало, в основном они находятся в крупных клиниках и госпиталях, исследовательских центрах и в центре подготовке космонавтов. Еще можно встретить такие у водолазов и дайверов.

Современные безопасные персональные барокамеры

Современные безопасные персональные барокамеры — это инновационный продукт, корнями уходящий в военные разработки и материаловедение.

Как правило, эти барокамеры работают на безопасных и комфортных давлениях до 1.3 АТА (в медицинских барокамерах обычно давление минимум 1.

5 АТА), есть возможность размещать их дома или в офисе, не требуют особых условий по эксплуатации и может эксплуатировать любой.

Новейшие модели позволяют пользоваться барокамерой даже при наличии клаустрофобии или панических атаках, т.к. особая форма капсулы «отдаляет» стенки на значительное расстояние. Например, такая капсула есть в премиальном бренде RJS:

Как проходит сеанс в барокамере

Весь сеанс очень простой и комфортный, в современных барокамерах можете с собой брать книгу, телефон, планшет. Или просто поспать.

1. Подготовка

Обувь снимаете, берете с собой леденец, телефон или книгу. И устраиваетесь в барокамере.

2. Компрессия

В течение 5 минут давление вырастет до рабочего — 1.3 АТА. Немного будет закладывать уши, но это легко компенсируется леденцами

3. Сеанс

40 минут вы можете поспать или заняться своими делами

4. Декомпрессия

В течение 5 минут давление уменьшится до нормального и можно открывать барокамеру — сеанс закончен

Барокамера — польза или вред?

При проведении гипербарической оксигенации кровь насыщается кислородом гораздо сильнее, нежели при обычном дыхании.

Вместе с током крови кислород проникает в самые разные участки организма, особенно в те, которые остро нуждаются в таком поступлении.

Организм при такой процедуре запускает регенеративные процессы во всех тканях – в нервных, мышечных, костных, хрящевых и пр. Кислород стимулирует нормализацию объемов жировых тканей. Гипербарическая оксигенация помогает сжечь лишние отложения жира.

Что лечит барокамера?

  • Сосудистая патология: облитерирующие заболевания сосудов конечностей, трофические язвы в результате нарушения кровообращения, газовые эмболии сосудов и пр.
  • Сердечная патология: аритмический вариант ишемической болезни сердца (ИБС), стенокардия, аритмии, экстрасистолии, сердечная недостаточность, декомпенсация постинфарктных состояний, интоксикация сердечными гликозидами, легочно-сердечная недостаточность и пр.
  • Патология желудочно-кишечного тракта: язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, постгеморрагический синдром после желудочного кровотечения, заболевания кишечника.
  • Патология печени: острый гепатит, хронический гепатит, цирроз печени, печеночная недостаточность.
  • Патология нервной системы: ишемический инсульт, черепно-мозговая травма, энцефалопатии, травма спинного мозга, парезы периферических нервов.
  • Отравления: отравление окисью углерода, ботулизм, метгемоглобинобразующими веществами, цианидами.
  • Глазная патология: нарушения кровообращения сетчатки глаза, диабетическая ретинопатия, дистрофия зрительного нерва при отравлении метиловым спиртом.
  • Патология эндокринной системы: декомпенсированный инсулинозависимый диабет, осложнения диабета, диффузно-токсический зоб.
  • Челюстно-лицевая патология: пародонтоз, некротический гингивит и стоматит, заживление после пластических операций.
  • Гинекология: хронические воспалительные заболевания органов малого таза у женщин.
  • Импотенция: отмечено выраженное улучшение половой функции у мужчин после курса ГБО.
  • Простатит.
  • Акушерская патология: внутриутробная гипоксия плода, угроза выкидыша, гипотрофия плода, иммуноконфликтная беременность, беременность при сопутствующей патологии, патология эндокринной системы у женщин, бесплодие различной этиологии.
  • Патология новорожденных: асфиксия в родах, нарушение мозгового кровообращения, гемолитическая болезнь новорожденных, язвенно-некротический энтероколит.
  • Раневая патология: профилактика раневой инфекции, вяло гранулирующие раны, ожоговые раневые поверхности, обморожения, послеоперационные раны в пластической хирургии и другие.
  • Кессонные заболевания, воздушная и газовая эмболии, декомпрессионная болезнь, баротравма легких.
  • Лучевые поражения: радиационные остеонекроз, миелит, энтерит; особую группу составляют больные, получающие химиотерапию и лучевую терапию при онкологических заболеваниях.

Барокамера может применяться для оздоровления практически здоровых людей, у которых в быту либо на производстве присутствуют определенные факторы риска. Такие процедуры показаны пациентам, имеющим факторы риска ишемической болезни сердца, представленные высоким уровнем холестерина в крови, избыточной массой тела и низкой устойчивостью к физическим нагрузкам. Барокамера пойдет на пользу людям, чья деятельность носит стрессорный характер. Ее можно использовать при нервно-психических расстройствах и больших физических нагрузках. Гипербарическая оксигенация показана пациентам, которые подвергаются влиянию электромагнитного поля, ЭВМ, мобильных и прочих систем связи. Она поможет существенно повысить нервную и физическую выносливость спортсменов, а также летчиков, моряков и людей, работающих на высоте (монтажников высотников, альпинистов и пр.).

Барокамера противопоказания

Основным противопоказанием для применения барокамеры является:

  • наличие острого респираторного заболевания
  • приступы эпилепсии
  • индивидуальная непереносимость кислорода
  • боязнь замкнутого пространства
  • патология ЛОР-органов (нарушение проходимости евстахиевых труб)
  • гестоз, сопровождающийся повышением артериального давления
  • гипертоническая болезнь.

Использование барокамеры противопоказано людям, у которых наблюдается тяжелое течение бронхиальной астмы, сопровождающееся проявлениями легочно-сердечной недостаточности. Подобные процедуры противопоказаны при ЛОР-острых гнойных недугах, которые сопровождаются нарушением барофункции.

К противопоказаниям к проведению гипербарической оксигенации относят субкомпенсированную сердечную недостаточность, ишемическую болезнь сердца и артериальную гипертензию, устойчивую к терапии. Гипербарическая оксигенация невозможна при наличии у больного абсцессов, кист или каверн в легких, при пневмотораксе (при отсутствии дренажа).

Барокамеру не используют при пороках сердца, при выраженной печеночной и почечной недостаточности, в период беременности.

К противопоказаниям к такой процедуре относят наличие у пациентки фибромиомы (склонной к кровотечениям), язвенного поражения желудка на этапе обострения.

Гипербарическая оксигенация противопоказана при обострении любых хронических очагов инфекции, в том числе и при обострении бронхита хронического типа.

Еще такая процедура не может проводиться при нарушении проходимости евстахиевых труб и придаточных пазух, при грыжах различной локализации (за исключением ГПОД).

Барокамера не показана людям, страдающим от последствий черепно-мозговой травмы и эпиприступов. К противопоказаниям относят еще и туберкулез, и онкологические недуги.

Кроме всего прочего, данная процедура не проводится людям, чей возраст превысил шестьдесят лет, и тем, кто страдает от клаустрофобии.

Барокамера – это удивительное приспособление, насыщающее тело значительным количеством кислорода. Она поможет справиться со многими недугами и предупредить их развитие. Но перед проведением такой процедуры нужно обязательно проконсультироваться с доктором.

Барокамера. История появления

У многих, вероятно, вызовет удивление тот факт, что идеям лечения пациента в ограниченном пространстве более 300 лет. В 1660 г. Р.Бойль создал первую «камеру» для исследования влияния на организм «сжатого» воздуха, т.е. воздуха при давлении выше атмосферного.

А в 1664 г. Геншоу впервые применил сжатый воздух как лечебный фактор. Положительные эффекты, пусть и не большие, но были, о чем свидетельствует тот факт, что в Швеции, Германии, Англии, Бельгии были созданы герметичные комнаты, в которых воздух, подавался под давлением.

В 19 веке девять таких пневматических лечебниц существовало и в России. Основателем ГБО считается известный голландский хирург Борема, который в 1956 г. в опытах на животных показал возможность их жизни в условиях 100%-ного кислорода при давлении выше атмосферного даже тогда, когда вся их кровь заменялась кровезаменителем.

В России первая лаборатория искусственной оксигенации была создана в 1963 году, в настоящее время это уже Центр (Институт) гипербарической медицины и техники.

Так появилась современная баротерапия, которая раньше была ограниченно доступной и стала возможной в наше время благодаря развитию высококлассной техники (созданию современных барокамер).

Источник: https://capsule-life.ru/barokamera/

НормаДавления
Добавить комментарий