Для дыхания на высоте используется сжатый воздух и в этой статье мы рассмотрим, а можно ли его как то заменить?
Покорение вершин в прошлом было связано со значительными трудностями, впрочем, не исчезнувшими и сегодня: низкая температура, ураганные ветра, со скоростью ветра, достигающей 160 км/час, резкая смена погоды, ну и, конечно же, — невозможность полноценно дышать на такой высоте. Это связано с тем, что атмосферное давление падает по мере удаления от поверхности Земли. Для примера, на вершине Эвереста, атмосферное давление составляет всего лишь около 30% от того, которое является обычным и к которому мы привыкли, находясь на уровне моря.
Высота же, находящаяся после отметки в 8.000 метров, называется «зоной смерти», так как на таких высотах адаптация к низкому давлению невозможна и человек постепенно начинает умирать. При таком понижении давления, могут происходить такие негативные явления как бред, внезапная слепота и даже отёк мозга.
Поэтому альпинисты, совершающие восхождения на такие высокие пики, вынуждены брать с собой запас воздуха для дыхания в баллонах. В среднем, альпинисту требуется до 28 л сжатого воздуха для восхождения, который будет израсходован за 140 часов, при максимальной интенсивности дыхания.
Запас воздуха является конечным, его невозможно пополнить на вершине. И это один из тех факторов, из-за чего, в частности, было много трагических моментов, связанных с гибелью альпинистов.
Ситуация примерно аналогична с ситуацией при кораблекрушении: когда воды вокруг тебя полно, а напиться ты не можешь! Довольно досадная ситуация, надо признать!
Однако, мы же инженеры! Может быть, существует некий способ, который позволяет воспользоваться окружающим воздухом для дыхания? Способ напрашивается только один: каким-либо образом «сгустить» окружающий атмосферный воздух, сделав его пригодным для дыхания!
В технике, наиболее известным способом «сгущения» воздуха, — является его сжатие компрессорами. Наиболее распространенным типом компрессора является поршневой, частный случай которого представлен мембранным компрессором (гибкая мембрана оттягивается в середине специальной тягой и возвращается на место, благодаря чему происходит нагнетание воздуха, находящегося над мембраной).
Источник картинки:www.hydro-pnevmo.ru Единственная проблема заключается в том, что такие компрессоры потребляют достаточно много энергии, обладают большим весом, поэтому малоприменимы в целях создания некой носимой установки.
Но неужели все так плохо?!
К счастью, вовсе нет: существует один тип компрессорных установок, который обладает поистине поразительной производительностью: компрессоры винтового типа.
Суть устройства компрессорных установок такого типа, заключается в том, что 2 винта специальной формы вращаются друг рядом с другом, с небольшим зазором. Их форма разработана с таким расчетом, что воздух, попадающий между быстро вращающимися роторами данных винтов, — постепенно сжимается. Для увеличения эффективности действия компрессоров такого типа, используется подача смазки между винтами. Она служит как для целей смазывания винтов (особенно в момент старта, когда они могут соударяться друг с другом), так и для обеспечения герметичности зоны сжатия.
Более подробно об этом, в вики:
«Конструкция винтового компрессора запатентована в 1934 году. Надёжность в работе, малая металлоёмкость и габаритные размеры предопределили их широкое распространение. Кроме того, использование винтовых компрессоров позволяет экономить до 30 % электроэнергии. Винтовые компрессоры успешно конкурируют с другими типами объёмных компрессорных машин, практически полностью вытеснив их в передвижных компрессорных станциях, судовых холодильных установках.Уникальными качествами таких компрессорных установок являются:
Типовая конструкция компрессора — сухого сжатия, работает без подачи масла в рабочую полость. Компрессор имеет два винтовых ротора. Ведущий ротор с выпуклой нарезкой соединён непосредственно или через зубчатую передачу с двигателем. На ведомом роторе нарезка с вогнутыми впадинами. Роторы расположены в разъёмном корпусе, имеющем один или несколько разъёмов. В корпусе выполнены расточки под винты, подшипники и уплотнения, а также камеры всасывания и нагнетания.
Высокие частоты вращения винтовых компрессоров определяют применение в них опорных и упорных подшипников скольжения.
Между подшипниковыми камерами и винтовой частью роторов, в которых сжимается газ, расположены узлы уплотнений, состоящие из набора графитовых и баббитовых колец. В камеры между группами колец подаётся запирающий газ, препятствующий попаданию масла из подшипниковых узлов в сжимаемый газ, а также газа в подшипниковые камеры.
Касание винтов роторов при отсутствии смазки недопустимо, поэтому между ними оставляют минимальный зазор, обеспечивающий безопасную работу компрессора, а синхронная частота вращения ведущего и ведомого роторов обеспечивается наружными синхронизирующими шестернями. Винтовые поверхности роторов и стенок корпуса образуют рабочие камеры. При вращении роторов объём камер увеличивается, когда выступы роторов удаляются от впадин и происходит процесс всасывания. Когда объём камер достигает максимума, процесс всасывания заканчивается и камеры оказываются изолированными стенками корпуса и крышками от всасывающего и нагнетательного патрубков.
При дальнейшем вращении во впадину ведомого ротора начинает внедряться сопряженный выступ ведущего ротора. Внедрение начинается у переднего торца и постепенно распространяется к нагнетательному окну. С некоторого момента времени обе винтовые поверхности объединяются в общую полость, объем которой непрерывно уменьшается благодаря поступательному перемещению линии контакта сопряжённых элементов в направлении к нагнетательному окну. Дальнейшее вращение роторов приводит к вытеснению газа из полости в нагнетательный патрубок. Из-за того, что частота вращения роторов значительна и одновременно существует несколько камер, компрессор создаёт равномерный поток газа.
Отсутствие клапанов и неуравновешенных механических сил обеспечивают винтовым компрессорам высокие рабочие частоты вращения, то есть позволяют получать большую производительность при сравнительно небольших внешних габаритах.
В наше время широкое распространение получили двухступенчатые винтовые компрессоры. Их особенностью является эксплуатация винтовых пар не с двумя роторами, а с четырьмя, что обеспечивает увеличение производительности на одной и той же электрической мощности до 15%».
- обеспечение ровного постоянного потока воздуха, без пульсаций, которые свойственны компрессорам поршневого либо мембранного типа;
- производительность установок такого типа примерно в 8 раз превышает производительность аналогичных поршневых или мембранных компрессоров;
- вследствие наличия пункта «1», установки такого типа не требуют (или, скорее, «могут функционировать без») наличия ресивера в системе. Под ресивером понимается емкость для хранения сжатого воздуха, которая служит для: охлаждения поступающего воздуха, осаждения содержащихся в нём паров воды и масла, устранения пульсаций от работы поршня;
- бесшумная или малошумная работа в течение продолжительного периода времени;
- практически полное отсутствие физического износа, во время работы (когда роторы винтовой пары стартовали, — они больше не трутся практически ни обо что, кроме воздуха и масла (или даже только об воздух, зависит от конкретного компрессора). Износ опорных подшипников роторов в данном вопросе, — считаем несущественным и не учитываем;
Но у внимательного читателя возникнет естественный вопрос: если всё так хорошо и прекрасно, почему же компрессоры такого типа не используются массово, вместо поршневых и мембранных?
Ответ на него очень простой: ввиду сложности изготовления винтовых пар для такого компрессора. Поэтому у промышленных компрессоров такого типа, существует понятие «количества пусков», так как в момент старта, роторы соударяются друг об друга и, соответственно, меняется геометрия, происходит износ, снижается ресурс.
Каждая компания, производящая компрессорные установки такого типа, считает своим ноу-хау геометрию винтовых пар. Так как именно от неё зависит производительность каждого конкретного компрессора.
Однако наше время предоставляет весьма неожиданные возможности для усовершенствования и в этой сфере: из-за появления 3D печати, роторы компрессора могут быть легко изготовлены! Мало того, они могут изготовляться достаточно легко, сложной конфигурации, в массовом порядке.
Поэтому, компрессор такого типа как нельзя лучше подходит в качестве носимой установки альпиниста, которая будет сжимать окружающий воздух до значений, пригодных для дыхания.
В рамках нашей инженерной задачи, требования к такому компрессору достаточно низкие. Изначально компрессоры такого типа предназначены для создания достаточно больших давлений (известны экземпляры, создающие давление в 8, 10, 20 атмосфер). Нам же, требуется всего лишь поднять давление окружающего воздуха (которое, как мы упомянули ранее, составляет всего 30% от нормального атмосферного давления.
Кстати, следует уточнить, что несмотря на широко распространенное заблуждение, количество кислорода не уменьшается с высотой, падает только его давление, равно как и всей газовой смеси атмосферы) до пригодного значения в 1 атмосферу. Так как давление окружающего воздуха уже составляет 0,3 атмосферы, нам не хватает для нормального дыхания докачать, недостающие 0,7 атмосфер.
Это достаточно маленькие требования и с этим компрессор винтового типа легко справится.
Ввиду низких требований, мы с лёгкостью сможем отказаться как от использования смазки для герметизации валов (чтобы не иметь потом проблем с очисткой воздуха), так и от потребности его работы на больших частотах. То есть, в нашем случае, компрессор может работать на достаточно небольших оборотах и этого будет вполне достаточно, для обеспечения человека воздухом для дыхания!
Таким образом, вырисовывается следующая конфигурация нашей компрессорной установки:
- небольшой аппарат рюкзачного типа, который занимает всего лишь 1/20 емкости рюкзака или около того;
- малого веса (напечатанный, с использованием, например, титана или алюминия, его вес может быть очень скромным);
- питаемый от небольшой литий-ионной батареи, которая может подзаряжаться от солнечной батареи на рюкзаке, а также — от небольшого ветрогенератора, также установленного на рюкзаке.
А на рюкзаке можно разместить компактный, толщиной сантиметров 10 — массив цилиндрических ветрогенераторов:
При такой конфигурации дыхательной системы, можно обеспечить человека практически неограниченным запасом воздуха для дыхания на большой высоте!
Автором статьи был проведён достаточно скрупулёзный поиск в сети интернет, в целях найти какой-либо проект 3D-печатного винтового компрессора. Но интернет в этой области оказался «девственно чист». За исключением одного проекта энтузиаста, который напечатал компрессор из пластика, чтобы создать аппарат для обеспечения воздухом больных covid-19. Там же он выложил исходные файлы проекта, прошивку для Ардуино Нано и пару любопытных видео, которые демонстрируют принцип работы этой системы:
Как нетрудно заметить, компрессор, даже работая на маленьких оборотах, достаточно легко накачивает большой полиэтиленовый мешок воздухом. Это как раз то самое, о чем мы говорили ранее: высокая производительность позволяет работать даже на малых оборотах, тем не менее обеспечивая большой поток воздуха.
Стартап? «Почему бы и да»....
▍В качестве альтернативного компрессорному способу сжатия, можно было бы рассмотреть весьма любопытный эффект, с которым наверняка знакомы большинство читателей: ионный ветер.
Суть его заключается в том, что при подаче высокого напряжения на электроды специальной формы, которые по сути являются ассиметричным конденсатором, возникает поток заряженных ионов воздуха, которые дуют от одного электрода к другому.
По данным ряда исследователей, эффективность такого способа примерно равна воздушному винту в авиации.
Так что, несмотря на обилие на YouTube различных экспериментов с ионным ветром, ионными двигателями и ионолётами, достаточно скромного масштаба, эффективность этого способа является достаточно интересной, в рамках нашей задачи.
Говоря о энергозатратах такого способа создания давления, имеются следующие цифры. Для создания подъемной силы для подъёма 1 грамма веса, — требуются затраты примерно в 1 Вт мощности. Таким образом, несложно подсчитать, что для накачки наших 0,7 атмосфер, нам потребуется мощность в 700 Вт. Если подробнее, то давление 1 атмосферы составляет приблизительно 1 кг/см2. Нам нужно накачать 0,7 атмосферы или же 700 грамм/см2. Что соответственно составит 700 Вт потребляемой мощности.
Установка такого типа могла бы выглядеть как некий рюкзачный носимый комплекс, имеющий воздухозаборный патрубок и «разгоняющий воздух» внутри себя, для создания требуемого давления на выкиде системы.
Очевидным плюсом такого способа является отсутствие каких-либо движущихся деталей, что является весьма существенным фактором в условиях низких температур и для повышения общей надежности системы.
Кроме того, из за электрического способа создания давления — его величину можно было бы регулировать с высокой точностью, применяя для этого ШИМ-контроль.
▍В порядке же технического бреда, можно было бы рассмотреть еще один способ, который теоретически возможен, хотя и весьма труден в реализации.
Но, несмотря на это, рассмотрение этого способа в рамках «мозгового штурма» является достаточно интересным, так как в истории науки и техники существовало и существует множество решений, которые в момент непосредственно изобретения казались полным бредом. Тем более, согласно 3 закону Артура Кларка:
«любая, достаточно развитая технология — неотличима от магии»…Итак… Общеизвестно, что звуковые колебания, распространяясь в пределах земной атмосферы, представляют собой соответствующие «сгущения» и разрежения воздуха. Совокупная протяженность зон повышенного и пониженного давления — соответствует длине волны конкретного звука (длина волны — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе). Достаточно красивой демонстрацией этого факта являются эксперименты с трубой Рубенса:
Представим некий генератор звуковой волны, достаточно мощный, чтобы за счёт излучения соответствующей длины волны, — «покрыть полностью» группу восходящих альпинистов зоной повышенного давления, в которой возможно нормальное дыхание! Способ является достаточно красивым с технической точки зрения и укладывается в рамки ТРИЗ («лучшее устройство, это то, которое не существует, но тем не менее — его функция выполняется»). В нашем случае, каждый конкретный член восходящей группы не имеет какого-либо устройства для дыхания, однако вся группа, тем не менее, находится в приемлемой для дыхания зоне, которая перемещается вместе с группой! Это не обязательно может быть звуковой метод, это может быть некое излучение, создающее, например, за счет резонанса, протяженные зоны повышенного давления в атмосфере Земли.
В любом случае, если кто то сможет реализовать этот метод — это тянет на Нобелевскую премию, не меньше.
На данном этапе развития науки и техники данный волновой способ выглядит полнейшим бредом, однако, как учит нас «матерь всех наук» философия, — «любая истина привязана к месту, времени и личности, её воспринимающей». Поэтому то, что выглядит трудновыполнимым сейчас, не обязательно останется таковым и в будущие периоды времени.
Не ставить самому себе границ в сознании, мечтать, экспериментировать, двигаться вперед — и кто знает…
АПДЕЙТ:
Друзья, по поводу вполне справедливых комментариев, которые можно свести в 3: 1) «зачем надувать альпиниста»; 2) «будет трудно выдыхать»; 3) «нужен скафандр».
Вы безусловно правы. Любая концепция, еще не дошедшая до практической реализации — всегда требует решения ряда неожиданных вопросов. И даже узких мест.
В ходе написания этой статьи — я ставил своей целью показать широкой публике ряд достаточно неожиданных возможностей, которые можно было бы применить для создания давления. Полагаю, что большинство даже не задумывалось о данном направлении.
Надеюсь, статья даст пищу для размышлений и (даже!) кто то сможет реализовать что то на базе изложенного в реальной жизни.
Мало того, способ с винтовым компрессором, я рассматривал для запуска своего стартапа. Но, так как понял, что мои руки дойдут до этого «лет через 100 — не меньше», мне было не жалко поделиться этой мыслью — с народом ;-)
Комментарии (40)
DAN_SEA Автор
04.08.2021 12:27+1"что то вы не туда заехали, вам нужно парциальное давление менять а не надувать бедного альпиниста как воздушный шарик…"
Об этом сказано в статье, вот тут:
"Кстати, следует уточнить, что несмотря на широко распространенное заблуждение, количество кислорода не уменьшается с высотой, падает только его давление, равно как и всей газовой смеси атмосферы) ".
То есть, парциальное давление кислорода в воздушной смеси - не падает с высотой, несмотря на широко распространенное заблуждение. Падает только давление всей смеси в целом, и, соответственно - парциальное давление кислорода в ней, в частности.
Таким образом,самый простой способ сделать воздух снова пригодным для дыхания - поднять его давление.
1801BM1
04.08.2021 12:54+1Возьмите просто компрессор дающий +0.7 атмосферы и попробуйте подышать на уровне моря суммарным давлением 1.7 атмосферы из ресивера. Вдох может и получится, а выдох - нет, усилие выдоха формируется мышцами грудной клетки и внешней атмосферой - они просто не передавят 1.7 в ресивере. Если сделать какой клапан и выдыхать в атмосферу, то наддувать легкие на каждом вдохе +0.7 тоже не ОК, будет баротравма.
DistortNeo
04.08.2021 14:09Потому и получается, что при таком подходе надо облачать человека в скафандр и надувать его.
lohmatij
04.08.2021 13:10+12Как дайвер-инструктор со стажем более чем в 3000 погружений попробую вам на пальцах объяснить почему важно парциальное давление и почему альпинисты дышат кислородом.
Первое: организму важно парциальное давление кислорода для дыхания. Для его расчета нужно умножить давление газа которым дышит альпинист (или дайвер) на долю кислорода в этом газе. Легко посчитать что на уровне моря парциальное давление кислорода равно 0.21 (21% от 1 атмосферы).
Второе: для обеспечения жизнедеятельности нужно чтобы парциальное давление кислорода было больше 0.08. При давлении дыхательной среды в 0.3 атмосферы легко посчитать что парциальное давление по кислороду будет 0.07, оттого и «зона смерти».
Третье: давление дыхательной среды всегда равно давлению окружающей среды. Если не равно, то обьем легких соответсвующие образом измениться чтобы эти давления уровнять. Лёгкие - очень нежный орган, как тончайшая губка, могут очень сильно сжиматься при повышении окружающего давления (скажем, когда, фридайвер ныряет на глубину 40 метров, где давление 5 атмосфер, лёгкие сжимаются в 5 раз. Фридайверы могут и на 200 метров нырять, и лёгкие у них это сжатие прекрасно переносят). В то же время эволюция не приспособила этот орган к расширению, и при небольшом избыточном давлении они рвутся, что приводит к баротравме легких, пневмотораксу и другим ужасам.
Своим насосом вы предлагаете разорвать альпинисту легкие, а вам надо думать как повысить содержание O2 в том же давлении окружающей среды.
xaosxaos2
05.08.2021 13:22А сколько не разорвёт? тут главное как понимаю от порога 0.3 уйти. И зачем стремится к 1? если еще например 0.5 0.6. 0.7…
Kohelet
04.08.2021 13:23+5Вы не понимаете, что такое парциальное давление? Если у нас на уровне моря давление 1 атмосфера, и состав воздуха — приблизительно 30% кислорода и 70% азота, то парциальное давление кислорода 0.3 атмосферы. Так что если на вершине, где давление 0.3 атмосферы, дышать чистым кислородом — то всё будет хорошо. И баллоны не со сжатым воздухом, а с кислородом.
gmini
04.08.2021 12:28+2https://habrastorage.org/r/w1560/webt/w8/_i/v1/w8_iv1kp9tqazumzxq-al3dw33k.jpeg
напомнило - а теперь со всей этой #@% попробуем взлететь )))
если развивать идею - можно было бы на высотных лагерях просто палатки наддувать для отдыха. Обычно спортсмены с достаточной подготовкой после акклиматизации скорее страдают от невозможности восстановить силы во время сна.
DAN_SEA Автор
04.08.2021 12:31Вполне себе способ. В танках, например, поддерживается повышенное давление внутри, чтобы не попадали вредные факторы снаружи, с поля боя(радиация, пыль, дым).
pae174
04.08.2021 14:43+1Собираетесь наддуть палатку до одной атмосферы при внешних 0.3 атмосферы? У меня для вас плохие новости - при 0.7 атмосферы перепада давления на каждый квадратный метр полотна палатки будет давить изнутри 7 тонн.
alcanoid
04.08.2021 19:42-1Расскажите-ка, как именно повышенное давление побеждает радиацию?
jar_ohty
04.08.2021 20:08+2Повышенное давление позволяет воздуху только выходить из танка через неплотности кабины, но не проникать извне с радиоактивной пылью и т.п. Именно поэтому в различного рода реакторных отсеках, горячих камерах и т.п. создают небольшое разрежение.
DAN_SEA Автор
04.08.2021 20:26Очень даже легко - повышенное давление не дает попадать радиоактивной пыли снаружи. Не радиацию как таковую -а проникновение пыли, дыма.
alcanoid
05.08.2021 14:44-3Ну так и пишите, что предотвращает попадание пыли, в т.ч. радиоактивной, дыма, в т.ч. радиоактивного, etc. А то с ваших слов складывается впечатление, что сама по себе радиация в надутый танк не проникает. :)
BalinTomsk
04.08.2021 23:33не только радиацию (точнее пыль от нее). При стрельбе часть пороховых газов попадает в башню. На полигоне мы стреляли не настоящими снарядами - 14 мм через вкладной стволик, танк на полигоне едет медленно 2-3 км/час. Но даже после нескольких выстрелов все уснули - и танк не торопясь продолжать ехать за пределы полигона.
DAN_SEA Автор
04.08.2021 12:39И еще: палатки вполне можно "наддувать" ионными ускорителями. В сети полно выкладок по затратам электроэнергии - они там смешные. Могу несколько ошибиться в цифрах, но примерно такие: напряжение питания-от 20 киловольт; ток потребления - 0,0002 Ампер.
Соответственно: ставим солнечные батареи и "дуем" в палатки многоступенчатым ионным ускорителем. Надежно, просто, ломаться нечему (кроме деградации солнечных батарей от старости).ksbes
04.08.2021 13:16Проблема «мёртвой зоны» не столько в малом парциальном давлении кислорода, сколько в малом запасе разницы парциального давления кислорода и углекислого газа.
(должно быть не менее 8% атмосферы, при 6% — большинство теряет сознание)
Так вот альпинисты не могут отдохнуть в палатках именно из-за накопления углекислого газа — даже мизерного повышения его парциального давления достаточно, чтобы приблизится (то самое «невозможно отдохнуть») или перейти черту. Поэтому палатки там — это скорее навес от ветра и снега. Требуется хорошая вентиляция.
(человек легко, особенно при пониженном давлении надышит даже просто в безветрие в открытой палатке 1-1,5 % атмосферы СО2, т.е. парциальное давление кислорода должно быть не менее 9-10%, что как раз соответствует высоте базовых лагерей)
А с хорошей вентиляцией наддуть палатку до одной атмосферы не получится. Даже здесь у нас внизу в этих весёлых шариках внутри которых по воде бегают — спать уж никак нельзя. Гарантированная смерть за пару часов.
Тоже самое касается и любого дыхательного оборудования — от противогазов до нырятельных масок: основная опасность там — не в подаче воздуха, а в отведении углекислого газа, чтобы он не накапливался (объёмы маленькие — парциальное давление меняется очень быстро). И много ныряльщиков гибнет из-за этого в некачественных или самодельных масках.
Т.е. существенно повысить давление относительно внешнего обычным воздухом у вас просто не получится, хоть магией ветра пользуйтесь. И именно поэтому альпинистам нужен чистый кислород.gmini
04.08.2021 13:32Так наддув палатки и вентиляция - это одно и то же. Если дуть свежий воздух снаружи, то отработанный воздух обязательно выйдет - палатка же негерметична при всем желании. Тут просто надо ограничить утечки для сохранения давления, но все лишнее стравливать.
DistortNeo
04.08.2021 14:32А теперь посчитайте, сколько воздуха необходимо поддувать. При нормальных условиях это 30 м³ в час на человека, то есть нужно сжимать 100 м³ забортного воздуха при 0.3 атм примерно в 3 раза. Работа будет равняться 100 * 30000 * ln (10/3) = примерно 3.5 МДж, что соответствует мощности компрессора 1000 Вт при 100% КПД.
Уже многовато получается, не находите?
Теоретически, можно воздух не стравливать, а выпускать через генератор, и в итоге сэкономить на расходах на компрессоре.
Ну и это ещё не учтён момент, что при сжатии воздух нагревается, а при расширении — охлаждается. То есть, по-хорошему, ещё и рекуператор надо с собой тащить.gmini
04.08.2021 15:25ну понятно, что энергии тут нужно очень много.
а, кстати, отопление в палатке на высоте - это то, чего тоже очень не хватает
katzen
04.08.2021 15:55+1И еще: палатки вполне можно "наддувать" ионными ускорителями. В сети полно выкладок по затратам электроэнергии - они там смешные.
Точно. Поэтому все компрессоры пора переводить на ионные — затраты-то смешные.
Уже все начинают.
Abwindzentrierer
04.08.2021 13:00+1В итоге путь к вершине Эвереста будет усеян не только пустыми кислородными баллонами и брошенными палатками, но и солнечными батареями, ионизаторами, высоковольтными электродами и прочими высокотехнологичными средствами :)
atri24
04.08.2021 13:33Вопрос к знатокам. Все же знают как сливают бензин из бака - вставляют трубку в бензобак, потом создают ртом вакуум и затягивают часть бензина ртом и потом он спокойно сливается под действием силы тяжести.
Вот, если проложить длинную трубу от основание горы до вершины и попробовать первоначально прокачать насосом воздух наверх вершины... не станет ли он дальше подниматься сам, из-за действия перепада давлений воздуха внизу горы и на вершине?
Radisto
04.08.2021 13:47+2Тогда бы воздух сам перетекал с уровня моря в стратосферу, перепад давления же есть. Воздух в трубе ничем не отличается от воздуха вне трубы, столб его создаст ровно то же давление, ничего никуда не перетечет
atri24
04.08.2021 13:50Дык, в том то и дело, что отличается. Превоначально мы же закачаем плотный воздух снизу и этот более плотный воздух будет вытекать сверху :)
Radisto
04.08.2021 17:20+1Если он более плотный, то гидростатическое давление он создаст ещё больше, и будет стремиться вытечь из трубы вниз
DistortNeo
04.08.2021 14:51+1А вы не обращали внимания, что второй конец трубки при этом должен находиться ниже уровня первой?
А так да, чисто теоретически, можно на уровне моря поставить компрессор, который будет гнать воздух наверх. Давление внизу должно быть порядка 3.5 атм, чтобы наверху было 1 атм.
Radisto
04.08.2021 13:49+2Кажется автора поощряют плюсами за особо кровожадный способ убийства альпиниста))
Diordna
04.08.2021 14:09Не сочтите за рекламу но я пользуюсь(дома) именно мембранным насосом с Aliexpress который дает чуть больше 1 атмосферы. Потребляет крохи электроэнергии, выдает 15 л в минуту.
DAN_SEA Автор
04.08.2021 14:31Друзья, по поводу вполне справедливых комментариев, которые можно свести в 3: 1) "зачем надувать альпиниста"; 2) "будет трудно выдыхать"; 3) "нужен скафандр".
Вы безусловно правы. Любая концепция, еще не дошедшая до практической реализации - всегда требует решения ряда неожиданных вопросов. И даже узких мест.
В ходе написания этой статьи - я ставил своей целью показать широкой публике ряд достаточно неожиданных возможностей, которые можно было бы применить для создания давления. Полагаю, что большинство даже не задумывалось о данном направлении.
Надеюсь, статья даст пищу для размышлений и (даже!) кто то сможет реализовать что то на базе изложенного в реальной жизни.
Мало того, способ с винтовым компрессором, я рассматривал для запуска своего стартапа. Но, так как понял, что мои руки дойдут до этого "лет через 100 - не меньше", мне было не жалко поделиться этой мыслью - с народом ;-)
DASpit
04.08.2021 16:54+1Есть концентраторы кислорода. Там компрессор прокачивает воздух через проницаемую только для кислорода мембрану. Можно таким образом парциальное давление кислорода поднять. И не надувать альпиниста.
justhabrauser
05.08.2021 10:35+2Но у внимательного читателя возникнет естественный вопрос: если всё так хорошо и прекрасно, почему же компрессоры такого типа не используются массово, вместо поршневых и мембранных?
У внимательного читателя возник естественный ответ — компрессоры такого типа используются массово и очень популярны. В виде компактный газовых счетчиков роторного типа.
Берем самый маленький (G1.6, на 1.6…4 куба в час), ставим движок — иможно идти на Кикстартервуаля.
zuek
05.08.2021 12:23Хмм... вспомнился "марсианский скафандр Маска" - если объединить эти две идеи, то вполне может и "взлететь".
j_aleks
что то вы не туда заехали, вам нужно парциальное давление менять а не надувать бедного альпиниста как воздушный шарик…
w985
этот вариант тоже хорош. есть вариант персональных кондиционеров, который похож на скафандр. его можно взять за основу или скафандр. может быть, энергозатраты будут меньше, чем в предложенной статье...