Распространение света и видимость в воде
ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДОЛАЗНЫХ ПОГРУЖЕНИИ
Организм человека приспособлен к существованию в воздушной среде с нормальным атмосферным давлением.
Активная деятельность человека в водной среде, которая по физическим свойствам существенно отличается от воздушной, невозможна без специального снаряжения, защищающего его тело и обеспечивающего выполнение основных жизненных и трудовых функций под давлением, соответствующим глубине погружения.
Умелые действия водолаза под водой, его четкая и быстрая реакция в сложных ситуациях в значительной степени зависят от знания физических свойств воды и газов под повышенным давлением, их воздействия на человека, учета определенных физиологических изменений в его организме. Эти знания помогут также строго соблюдать правила безопасности и грамотно эксплуатировать водолазную технику.
Водная среда, ее свойства и воздействие на человека
Приступая к изучению водолазного дела, готовясь к выполнению ра'бот в водной среде, вспомним основные сведения о воде, известные нам из школьного курса.
Вода — бесцветная жидкость, представляющая собой химическое соединение водорода с кислородом. Природная вода всегда содержит небольшое количество растворенных солей и различных химических элементов. Кроме этого, вода содержит взвешенные частицы, от которых зависит ее прозрачность.
|
|
|
К основным свойствам воды, определяющим условия водолазных спусков, относятся ее плотность, несжимаемость, теплопроводность и теплоемкость.
Вода — значительно более плотная среда, чем воздух. Известно, что масса 1 л воздуха в нормальных условиях равна 1,293 г, а 1 л воды—1000 г, то есть плотность воды в 770 раз больше плотности воздуха. Наибольшей плотностью вода обладает при температуре +4° С.
Изменение плотности при изменении температуры незначительно, всего около 0,2%. Несколько больше на плотность воды влияет ее соленость: океанская вода на 2—3% плотнее речной.
Вода является практически несжимаемой жидкостью, поэтому ее плотность с увеличением глубин увеличивается очень мало — всего на 0,05% при погружении на каждые 100 м. Имея большую плотность, вода создает значительное сопротивление движениям водолаза. В воде он не может перемещаться, менять положение тела, выполнять движения руками так же быстро и точно, как в воздухе. Передвижение под водой требует определенных навыков и усилий для преодоления сопротивления воды. В некоторых случаях целесообразно передвигаться боком, с наклоном вперед, делать плавательные движения руками. Использование под водой рабочих инструментов также затруднено, так как вода значительно искажает силу и направление рабочих движений.
|
|
|
Дополнительные трудности в работе создает течение. Водолаза сносит, он не может одинаково свободно перемещаться в разных направлениях. При быстром течении перемещение возможно только с использованием упоров, направляющих и ходовых концов и других приспособлений.
Указанные особенности работы под водой .приводят к быстрой утомляемости и требуют от водолаза физической выносливости и ловкости.
Другими, не менее важными свойствами, ограничивающими длительность пребывания человека в воде, являются ее теплопроводность и теплоемкость.
Теплопроводность воды примерно в 25 раз, а теплоемкость — в 3,5 раза больше, чем воздуха. Поэтому погружение даже в относительно теплую воду приводит к более интенсивным потерям тепла телом человека. Чтобы изъбежать переохлаждения, водолазу разрешается находиться 'под водой ограниченное время. При этом для спусков в воду с температурой ниже +18° С в состав водолазного снаряжения включаются изолирующие гидрокомбинезоны и утеплители, которые способны защищать организм от чрезмерных теплопотерь.
Плавучесть и остойчивость в воде
|
|
|
Важным качеством водолазного снаряжения является его способность обеспечить удобное и устойчивое положение водолаза при выполнении работы. Это достигается регулированием его плавучести и остойчивости.
В соответствии с законом Архимеда на любое тело, погруженное в жидкость, помимо силы тяжести действует выталкивающая сила, по величине равная весу вытесненного им объема жидкости.
Сила тяжести G как равнодействующая сил тяжести водолаза, всех частей его снаряжения и грузов приложена в определенной точке, называемой центром тяжести (ЦТ), и направлена вертикально вниз
Выталкивающая сила D как равнодействующая сил гидростатического давления воды, действующих на водолаза, всегда направлена вертикально вверх и приложена в геометрическом цент-Ре объема, который занимает водолаз, называемом центром плавучести (ЦП).
Рис. 1.1. Плавучесть и остойчивость водолаза: а — остойчивое положение; б — неостойчивое положение; в — безразличное положение
Разность величин выталкивающей силы и силы тяжести определяет плавучесть водолаза. Обозначив плавучесть символом Q, условие для ее определения запишем в виде
Q=D—G.
В практике водолазных погружений могут быть такие случаи:
|
|
|
1. Когда D=G, следовательно, Q=0, (принято говорить, что водолаз имеет нулевую плавучесть, т. е. находится в состоянии, подобном космической невесомости, и может свободно перемещаться в любом направлении. Такое равновесное или близкое к нему состояние водолаза широко используется при выполнении работ способом плавания, например обследования дна акватории, гидротехнических сооружений или поиска предметов на грунте.
2. Когда D меньше G, водолаз обладает отрицательной плавучестью. Величина ее характеризует силу, с которой водолаз прижимается к площади опоры (грунту, палубе затонувшего корабля и т. л.). Имея отрицательную плавучесть 50 — 80 Н (5 — 8 ,кгс), удобно перемещаться под водой способом хождения.
3. Когда D больше G, плавучесть положительная. В этом случае водолаз будет всплывать и потребуются дополнительные усилия для его удержания. Такое состояние используется водолазами крайне редко при работе в снаряжении с регулируемой плавучестью, например вентилируемом, для перемещения вверх вдоль вертикальной стенки (борта корабля).
Плавучесть водолаза регулируют подбором необходимого количества (массы) грузов. Правильно выбранная плавучесть может существенно повысить производительность водолазного труда.
При этом необходимо помнить, что на плавучесть водолаза оказывает влияние плотность среды, в которую он погружается. Так, в морской воде, имеющей большую по сравнению с пресной плотность, ллавучесть водолаза больше, и для компенсации ее потребуется большее количество грузов. При спусках водолазов в нефть и другие, менее плотные, чем вода, жидкости, потребуется уменьшить массу грузов.
Кроме правильного выбора необходимого количества грузов крайне важное значение для успешной работы под водой имеет их размещение. Если центр плавучести как геометрический центр погруженного объема является фиксированной по высоте точкой, то положение центра тяжести определяется высотой размещения грузов на ногах, спине и груди водолаза. Чем выше (ниже) навешены грузы, тем выше (ниже) центр тяжести.
Взаимное расположение центра плавучести и центра тяжести определяет второе важное свойство — остойчивость водолаза, которая проявляется в способности самопроизвольно возвращаться в вертикальное положение после выполнения работы в горизонтальном или наклонном положении.
При отклонении водолаза от вертикали действующие на него сила тяжести и выталкивающая сила образуют момент, стремящийся возвратить его в первоначальное положение. Этот момент будет тем больше, чем больше расстояние между точками ЦП и ЦТ. Возможность регулирования остойчивости перемещением грузов является важным качеством водолазного снаряжения.
При выполнении работы способом хождения по грунту высота размещения грузов должна быть подобрана таким образом, чтобы расстояние между ЦП и ЦТ было не более 10—20 см. Это позволит водолазу сравнительно легко принимать наклонное и горизонтальное положения. Если ЦТ окажется слишком низко, водолаз будет затрачивать большие усилия для наклона и не сможет нормально работать.
плавания :под водой грузы размещаются так, чтобы расстояние между ЦП и ЦТ было минимальным, то есть остойчивость лизка к нулевой. В этом состоянии водолаз сможет свободно перемещаться, занимая любые положения под водой.
Если в результате неправильного размещения грузов или аварийной ситуации, например 'потере галош, ЦТ окажется выше ЦП, положение водолаза будет неостойчивым и малейшее его отклонение от вертикали приведет к опрокидыванию.
Кроме умения регулировать свою плавучесть и остойчивость для успешной работы под водой необходимо овладеть определенными приемами выполнения этой работы. При отсутствии навыков производимые водолазом движения могут вызвать неожиданный эффект: свободный удар молотом может отбросить водолаза от объекта работы, попытка повернуть маховик вентиля может привести к вращению водолаза вокруг него. Поэтому овладение специальными приемами работы под водой для профессии водолаза является обязательным.
Распространение света и видимость в воде
Продуктивное выполнение любой работы ттод водой возможно при условии, если человек достаточно хорошо видит как объект воздействия, так и рабочий инструмент. Однако видимость в воде всегда значительно хуже, чем на поверхности.
Объясняется это достаточно интенсивным поглощением и рассеиванием световой энергии водой. Так, при почти полной прозрачности воды на глубине 10 м видимость уменьшается в 4 раза, на глубине 20 м — в 8 раз, а на глубине около 100 м — практически отсутствует. Видимость в воде зависит не только от освещенности, но и от состояния ее поверхности. Даже незначительное волнение резко ухудшает видимость в воде.
В мутной воде видимость еще хуже, потому что взвешенные частицы интенсивно отражают и рассеивают световые лучи. Поэтому в портах, гаванях и реках видимость в воде даже в ясные дни настолько мала, что водолазы вынуждены выполнять подводные
работы на ощупь.
Видимость в воде определяется не только освещенностью предметов, прозрачностью воды, но и преломлением лучей, отражающихся от предметов.
При непосредственном соприкосновении глаза с водой предметы кажутся расплывчатыми и различаются лишь на очень близком расстоянии. Наличие воздушной прослойки между водой и глазами восстанавливает остроту зрения, однако в результате многократного преломления лучей (в 'воде, стекле и воздухе) восприятие размеров предметов и их положения искажается. Это значительно затрудняет зрительную ориентировку под
водой.
Кроме указанного необходимо учитывать, что вода существенно ухудшает цветовосприятие. В особенности это относится к зеленому и синему цветам, которые близки к природной окраске воды. Лучше других в воде воспринимаются белый и оранжевый цвета.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1123; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!