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水下低温对潜水员的影响.热传递的概念 物质的分子运动所产生的能量，叫热能，简称热。热与温度密切相关，但是具有相同温度的物质所含 的热能并不一定相等。所以热和温度是不同的概念。 热的单位是J。 质量为 北g 的物质，温度升高 1C度所需要的热量，叫该物质的比热。比热的单位是J/ Ckg ? C). 气体与固体和液体不同，由于它的分子间距离较大，所以吸热时，体积和压强都会明显增大。因此对 气体比热影响较大，在研究气体的比热时，必须分别从压强和体积中，取其一个为恒量，另一个为交量来 研宄。压强不变时叫等压比热，体积不变时叫等容比热。等压比热大于等容比热。例如：空气的等压比热 为 1005 J/(kg ? C)，等容比热为 712 J(kg ?C)。各种气体的比热见表2-3。 常用气体的比热 J/(kg.C) X22-3 气结名豬 等乐比＄ 1 005 eC 921 X 1 047 14 277 气 $ 234 一餐化碳 837 一氧化欢 1 047 大滋义 1 842 * * H. 19 712 670 754 10 090 3 140 628 754 1382 热能可以从一个物体传递到另一个物体上，这个过程就叫热传递。 热传递有三种方式：传导、对流和辐射。 通过物体直接接触来传递热量的方式叫传导。 通过被加热流体（气体、液体）的远动来传递热量的方式叫对流。 通过电磁波传递热量的方式叫热辐射。 物质的热传导性能通常用导热系数来装示。 导热系数小，则热传导性能差，保温性能好：导热系数大 则热传导性能好，保温性能差。气体的导热系数见花 2-4。 勞用气答的导热系效 裘2-4 华名務 0O时的导热系数 w/(m-C) 3: 0.022 3 M 0.023 3 * 0.022 8 匀 0.157 9 気 " 0.132 1 二氧化改 0.013 7 O5 1.02 7.12 6.23 0.61 物质的热传逆性能与其密度成正比，密度越大，单位时间内传逆的热量越多。二、水下低温对潜水员的影响 潜水员在寒冷的水中作业时，将通过传导和对流的方式散失大量的热量。由于水的导热系数比空气大 得多，故潜水员主要通过传导方式散失热量。 潜水员感到舒适的水温下限约为 21°C。低于这个温度时，潜 水员会感到寒冷，此时，仅穿游泳服的潜水员向水中的散热超过自身体内的热代偿。受冷的潜水员不可能 有效地工作，思维也会受到影响，并且易诱发减压病，严重时甚至会冻僵致死。潜水服所用材料为导热系 数低的热的不导体，穿着潜水服可保持潜水员的体温。在寒冷的水中长时间作业时常需要使用较厚的潜水 服、干式潜水服或热水服，不同水温对潜水的影响和防寒要求见图 2-4。 图2-4 不同水温对潜水的彩响和防寒要求图 因为气体的热传递性能与它的密度成正比，所以随者水深的增加，水压力增大，通过气体绝热屏障的 散热和通过呼吸向四周环境的敢热会明显增加，如果呼吸的是高导热系数的氢氧混合气（导热系数为空气 的 6倍），散热将更多。 呼吸氦氧混合气时，在0.IMPa 时，仅呼吸散热一项就占身体产热量的 10%，,0.7MPa 时，增加至 28%，2.1MPa 时，达到 50%。同时随着水深的增加，水压力将潜水服压缩，潜水服密度变大, 其绝热保暖功能大幅下降。例如一件普通的湿式潜水服在 50m 水深时，其绝热保温能力仅相当手 10m 水 深时的 40%。在上达情况下，仅依靠普通潜水服不能保持体温，必领向身体表面和呼吸气体补充一定的热 量，比如可以穿着热水服和对呼吸气体加热等。
潜水器的发展情况 港水器是各种水下运行器的统称。通花分为執人潜水器和无人灣水器两大类。 數人灣水器是在水下有人探纵，并可提带源贸的一种灣水器。根据胎室压力的不同，可分为路压數人 潛水器、闸式潜水器和湿式潜水器三种。湿 式潜水器，其舱室是非耐压的，驾驶员和乘 员需戴水下呼吸器，主要用于潜水观光和运 送潜水员。闸式潛水器是一种组合式（常压 ，高压）载人潜水器，可在水面及水下航行 （图 1-8)。早的一艘闸式潜水器于 1895 年是根据 “沉箱”的气闸原理制成的。 闸式 潜水器首部的驾驶舱内为常压，驾驶员可利 用仪器设备对舷外目标物进行水下观察和 Gof 00: 录像，可监视舷外潜水员的活动，并能及时 营救。潜水器中部为一可调压的潜水舱。当 舱室内外压力平衡时，打开底门，潜水员可 出潜作业。作业结束，返回舱室。潜水员可 在高压下与母船上的甲板减压舱对接后，进 图1-8 闸式潜水器 入甲板减压舱再实施减压。闸式潜水器在水下有很大的灵活性，是一种新型的多功能的潜水器，但它的投 资和使用费用均较高。我国在20 世纪 80 年代曾从法国进口过 SM358 和 SM360 两种闸式潜水器，其 潜 水深度为 300 m。 常压潜水是人在潜水过程中始终处于常压环境下的一种潜水技术。人在水中直接潜水的 深度在 500~600口范国，而人在窗南的第达村达龙体中，时以到忑灣计的取休短。 人港水器创造了深灣 10 911. S4 四 的世界纪录。 诺压潜水版，是近年*才发展起来的一种作业型潜水器，主要由坚固耐压的轻顾合金數光、机城手和 生金支持系统每部分组成。操作者時吸滿压空气，因而没有年语音失真及保暖问题，潜水作业后也无需發 压。20 世纪70 年代初的产品型号有“吉姆” 和“山婚”，外形权人， 四肢有活动关节，水下活动不够灵活。后来的“黄蜂”、 “蜘蛛”和“蟺 婷。型，下肢改为桶形，设 6~8个小型推进器，可上下、左右、路后 移动，也可悬停作业，潜水深度达 610四。因不再星人形，故改称为单 人常压潜水器，英文缩写名仍为 OMAS(图 1-9)。 OMAS 的主要优点是操 作使用方便、安全可靠，尤其是在紧愈情况下可迅速投入使用，不足 的是在水中停留时间受到海况和人的耐受力限制。因内有代表性的 osz-11型常压潜水服派有观察和作业等功能，既是常压執人潜水器， 又可作为简单的過控潜水器，其 工作深度为 300m，水下巡航半径 50m，生命支持力 80 h，可以在海况不大于4 级的海区进行作业。 遥控潜水器和水下机器人足两种典型的无人潜水器。遛控潜水器 常按英文名缩写称其为 ROV，是一种依靠水面遥控而运行的潜水器。按 逼拉方式不同，ROV 可分为系缆和无缆两种类型。前者通过电统可把水 下获得的水深、水温、航向、航速等各种参数传回水面控制台上。操 因1-9 单人常压潜水器 纵人员可监视 ROV 的活动，并进行遥控指挥，指令它在水下完成一定 的任务。后者由水面通过声波指令对 ROV 实现邏控。目前，ROV 的 深度已达 7000m，但其工作深度多半在600 m 以浅。ROV 由于不需要人员下海而无生命危险和可以不必自 行携带动力源等，因而尺寸小、重量轻、造价低，近年来国内外发展迅速。 我国 ROV 研制开发工作始于 20 世纪 70年代末。 台 HR-I 型 ROv 属水下观察型 ROV，其 工作深度为 300 m，水下巡航半径 120元, 航速 2.5 k。之后，国内又研制出 Yg2 型等几种作业型的 ROV，具有水下搜素、水下观察和水下作业等功 能。 水下机器人，又称海洋机器人，是一种代替潜水员在水下作业的自控的潜水器。能在水下游动或行走, 能模仿人的手和臂运动，完成水下作业所需动作。国际上，水下机器人品种繁多。国内，1994年研制出落 一台潜水深度为 1000 m 的探素者号水下机器人。1996年又研制成 6000 m 的 CR-01 型水下机器人。目煎， 我国在无缆智能型水下机器人的研究方面也取得了一定的成果。 潜水技术发展多元化的今天，有统计资料表明，ROV、OMAS 和饱和潜水 系统的初始投资费之比约为 1:1:10，苦运费约为 0.5:1:10，重量约为 1:1:12。所以，当今人们普追认为：在潜水作业深度超过 150 之后，尽管可采用饱和潜水进行作业，但是由于它的投资和营远费用品贵及医务保障的复杂性，因此都饭 向于选用 ROV 或 OMAS 以取代潜水员直接潜水。在水深 150n 以浅的水下作业，由于潜水员的手比机械手作 业效率高，可完成许多复杂的任务，因此，仍基本采用承压潜水技术。具体地说，60m 以浅，水下作业货 间短，主要采用水面供气式轻装空气潜水，但在寒冷和/ 或海流较大的水城，也可采用新型的重装空气楼 水：水下作业时间及整个作业周期较长，宜采用空气饱和潜水或氮氧饱和一空气巡回潜水：60~120口道 围，水下作业时间较短，可采用瓜氧常规潜水：60~150m 范围，水下时间较长，则应采用氢氧饱和港本 当然如果需要，150~300m 范围，也可采用饱和潜水技术。
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