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水的阻力 物體在地面運動時,需不斷施加動力,否則物體就會停下來,這是因為物體和地面間存在著摩擦阻力。 同樣的道理,潛水員在水中運動時,也會受到水的阻力。 在水中運動的物體,所受到的與運動方向相反,陽碼物體運動的力,叫做水的阻力。水的阻力消耗漕 水員的體力。憑經驗我們知道,游泳時慢慢游不會很費勁,但快速游時會很累。這說明水的阻力與相對運 動速度有關,速度快時,阻力大,反之則小,當然速度和陽力間不是簡單的線性正比關系。 為什么在水中運動的物體會受到阻力? 這因為水的內部存在粘滿性。潛水員入水后,潛水服被水沒濕, 港水員運動時,這部分水就和潛水員一起運動。此時,周國的水必然與這部分水相分商。由于水本身所具 有的粘湍性,潛水員運動時就要克服這種粘著力,才能使附者在潛水服上的水與周國的水相分高。潛水員 要游動就必領付出一個力來克服水的粘著力,即水的粘著阻力。 水中物體所受的阻力可用2-5 式計算: R=p vZCA (2-5) 式中:R一水的阻力 V一水流速度 C一水的摩擦系數 A一運動物體迎水面積 p一水的密度 從上式可以看出:水中運動的物體,所受到水的阻力,與水的摩擦系數(粘滯度)有關;與迎水面積 有關,迎水面積大,阻力也越大;與運動速度有關,速度越大,阻力亦隨之增大。 除此之外,阻力還與物 體的形狀有關。 實驗證明,當相對運動速度增大到一定值時,水的阻力會急劇增大,這時又增加了一個阻力因素,即 湍流阻力。 19世紀末,英國物理學家雷諾證明液體的運動存在層流和湍流(又叫紊流〕兩種流態。所謂層流指液 體質點作有秩序的線性運動,彼此互不摻混的流動狀態;而充滿旋渦、質點相互混摻的流動狀態則稱為湍 流。流速是決定流態的主要因素之一。 潛水員在靜止(或流速很小)的水中慢速運動,水的流態屬于層流。 而潛水員在靜止水中快速游動或在急流中運動時,水的流態屬于湍流,這時水的阻力隨相對運動速度增加 而呈幾何級增加。 綜上所述,水的阻力包括粘滯阻力和湍流阻力。在相對運動速度較小時,阻力的大小主要是粘滯阻力, 在相對運動速度較大時,阻力的大小主要是湍流阻力。為了減少阻力,可以設法減小迎水面積及降低運動 速度。 二、水的阻力與潛水員的關系 我們知道,水下環境從動態意義上可分為靜水環境和流水環境兩種。因此潛水員在水中所受阻力也可 以分為兩種情況來研究,即運動阻力和水流阻力。 1運動阻力 潛水員在靜水環境中,與水做相對運動所受到的水的陽力稱做運動阻力。根據 2-5 式可知,這個阻力 的大小與迎水面積的大小成正比,并隨運動速度增大而增大,這時潛水員與水作相對運動時水的流態,可 視為層流,阻力較小,主要為牯滯阻力,只要運動速度不過快,一般不會產生湍流阻力。潛水員可適當減 慢運動速度,或盡量減小迎水面積,比如側身運動等都可有效減少運動阻力。 2. 水流阻力 潛水員在流水環境,水流與潛水員相對運動所受到的阻力稱做水流阻力。 如果水流速度很慢,水的流 態仍可看做層流,潛水員所受到的阻力與靜水時相差不大,主要還是牯滯阻力但是水流較急時,水的流態 為湍流,水的阻力除粘滯阻力外,還會產生湍流阻力,而且湍流阻力比粘滯阻力大得多,對潛水員造成很 大的體力消耗,甚至無法進行水下作業。因此在急流的江河和潮流較大的海區作業,潛水員將受到比靜水 環境大得多的水流阻力。在這種環境作業,應采取各種手段才能保證水下作業。例如,根據湖汐運動 規律,在平潮期間作業:在急流中使用擋流板等。
通風式潛水裝具主要由硬質金屬頭盔、排水量較大的潛水服、壓重物及潛水鞋等組成,。因 其總重量較大,故又稱為重潛水裝具。使用這種裝具時,新鮮的壓縮空氣從水面不斷地通過潛水軟管送入 頭盔,并定時地從頭盔排氣閱排出頭盔和潛水服內多余的氣體,以達到呼吸氣體更新的目的,故稱使用這 種裝具的潛水為通風式潛水。 者TF—12型通風式潛水裝具的潛水員(前面、側面、后面) 通風式潛水時,頭盔、領盤和潛水衣連接在一起形成一個與水隔絕的干燥環境,它可以防護潛水員肌 體免受水域環境和障礙物損傷,特別是頭盔可保護頭部免受碰傷;潛水員可以穿毛衣、毛褲等保暖用品, 潛水員與潛水服之間又有“氣墊”,因此保暖性能良好;重潛水服可以充氣,浮力可以控制,因此在泥濘 的底質作業、在工具反作用力很大的噴射作業、挖掘隧道及其它作業中,它是理想的工具;因為潛水員 的負浮力很容易控制,所以穿著重潛水裝具在水流較急的水域潛水時穩定性較好。此外,它還具有呼吸阻 力小、通信效果好、時間不限、結構簡單等優點。 但是,使用通風式潛水裝具時,也存在有笨重、穿著時間 排公閥一 長、氣體耗量大、氣體更新不徹底及操作不當易引起放漂事故 送話受話器 等缺點。 目前,國產的通風式潛水裝具主要有 TF-12型、TF-3 型及 TF-88 型等。其中 TF-12 型和TF-3 型是較早期的兩種常用裝具, 領盤 潛水農 質鈞 供氣方式單一且不具備應急供氣系統:而TF-88 型是前兩種裝 具的升級產品,它的突出特點是自攜應急氣源,頭盔上有自 動排氣閥,因此更可靠。 ????緗 本章將介紹通風式潛水裝具的結構、使用方法、維護及常 見緊急情況處理方法等。 節 TF-12 型和TF-3型通風式潛水裝具 游水力 TF-12型和TF-3 型通風式潛水裝具主要潛水深度為 45m 以 淺, 潛水深度為 60m,在水流速度不超過 2m/s 的情況下使 用。 這兩種裝具的基本原理相同,結構大同小異,主要由頭盔、 領盤、潛水服、潛水軟管、壓鉛、潛水鞋、腰節閥、信號繩、 腰繩、潛水等組成(圖 3-2),總質量約 68.5kg。
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