22.09.2021

Откуда берется воздух – Откуда берется воздух? | Хочу Все Знать!

Содержание

Откуда берется воздух? | Хочу Все Знать!

Здравствуйте уважаемые подписчики сайта «Хочу все знать!»
Очень кратко, всего за 2 минуты, я расскажу вам — откуда берется воздух.
Если вы хотите все знать и цените свое время, подписывайтесь на наш канал, где на любой сложный вопрос, вы получите краткий ответ.

Вы когда-нибудь задумывались, откуда берется воздух в городах особенно зимой. Ведь испарение асфальта плюс выбросы автомобилей и трубы заводов должны были бы свести на нет весь кислород в крупных мегаполисах т.к. зимой нет листвы.

Давайте подробнее разберем этот вопрос.

Ну, во-первых, кислород вырабатывают не только листья кустарников и деревьев, но и планктон в морях и океанах. А как мы знаем, вода занимает большую часть нашей планеты. Именно они и вырабатывают основное количество необходимого нам газа.

Во-вторых, деревья бывают не только лиственные, но и хвойные. Они также вырабатывают необходимый нам кислород, хоть и в гораздо меньшем количестве, особенно зимой. Представьте себе, сколько вырабатывается кислорода в огромных лесах и в непроходимой тайге, благодаря кедрам и соснам.

В-третьих, на планете существуют места, где не бывает зим, например тропический пояс, а там зелень на деревьях круглый год. Это тоже огромный пласт генерации кислорода.

Но причина отсутствия кислородного голодания кроется вовсе не благодаря растениям. Если бы это было так, то зимой людям просто бы не хватало воздуха. В Антарктиде, например, не было бы людей. Да и в пустынях, где нет растительности, не было бы возможности находиться.

Так что же является главным источником воздуха?

Ответ прост. Не смотря на то, что если даже суммировать все эти локальные места, которые производят кислород и понимать, что кислород в атмосфере передвигается молниеносно, все равно не понятно как хватает одновременно кислорода и в лесу и в пустыне и даже на северном полюсе.

Оказывается, кислород накапливался растениями миллионы лет кряду и сейчас он занимает целых 21% объема всей атмосферы. А если учесть, что эта величина постоянная, то становится понятно, что мы дышим используя только ограниченную часть всей массы накопленного кислорода, запасы которой регулярно пополняются всеми вышеперечисленными способами.

Напишите в комментариях, ответил ли я полностью на ваш вопрос.

Если ролик был полезен то обязательно ставьте лайк или палец вниз, в общем на ваше усмотрение, друзья.
Расскажите об этом знакомым в соцсетях. Они удивятся.

И конечно, подпишитесь на наш канал, нажимайте на колокольчик и вы больше не пропустите интересные сюжеты.
Предлагаем посмотреть другие видео на нашем канале.
Всего вам доброго друзья!

zarden.ru

откуда берется воздух в салоне самолета — Рамблер/новости

МОСКВА, 19 ноя — РИА Новости, Ольга Коленцова. Средняя высота полета пассажирского самолета составляет 9-12 тысяч метров. Воздух в этой части атмосферы уже значительно разрежен, а его температура ниже минус 45 0С. Тем не менее в салоне лайнера условия всегда относительно комфортные. Обусловлено это не только хорошей изоляцией, но и сложной системой, позволяющей преобразовывать воздух за бортом в пригодный для дыхания. И все же, если разобраться, созданные условия не совсем соответствуют привычной земной атмосфере.

В самом начале эры авиации воздушные суда делали полностью герметичными, но за счет сильной разницы давлений внутри и вне самолета металл растягивался, что приводило к разрушению конструкции. Поэтому на данный момент в салоне поддерживают более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта.

Однако слишком малое сжатие воздуха в салоне может доставлять пассажирам сильный дискомфорт за счет уменьшения силы, с которой кислород давит на стенки сосудов. Высота 2500 метров соответствует верхней точке давления, когда кровь еще нормально насыщается кислородом, а человек не испытывает головной боли, одышки, тошноты и сильной усталости. Чаще всего при полете поддерживается давление, соответствующее высоте 1300-1800 метров, то есть 600-650 миллиметров ртутного столба.

При вдохе взрослый человек потребляет в среднем 0,0005 кубического метра воздуха. В минуту мы совершаем в среднем 18 дыхательных циклов, перерабатывая за это время 0,009 кубического метра воздуха. Кажется, что это немного. Но салон лайнера рассчитан в среднем на 600 пассажиров, следовательно, в минуту им всем требуется уже 5,4 кубического метра воздуха. Воздух постепенно «загрязняется», содержание кислорода в нем падает и через некоторое время дышать станет просто невозможно. Следовательно, для комфорта (а в целом для поддержания жизнедеятельности) пассажиров необходим приток свежего воздуха в салон.

Все современные самолеты снабжены системой, которая одновременно обеспечивает салон кислородом и поддерживает работу двигателя, так как топливо в нем сжигается только при окислении кислородом. Когда воздух из атмосферы попадает во внутренний контур двигателя, он сильно сжимается и за счет этого нагревается. Далее от одной из ступеней компрессора (устройство для сжатия газообразных веществ) воздух отбирается уже для салона. При этом забор происходит до смешения с топливом, поэтому абсолютно безвреден и чист, но на всякий случай его все равно прогоняют через фильтры.

Схема двигателя самолета

Температура нагретого в двигателе воздуха составляет около 500 0С. Поэтому перед поступлением в салон он отправляется на радиатор (устройство для рассеивания тепла), где охлаждается, а затем попадает на турбохолодильник, вращая турбину самолета за счет своего расширения. Энергия воздуха уменьшается, температура падает до 2 0С.

В результате в салон попадают два разных воздушных потока: горячий, который не проходил турбохолодильник, и холодный — прошедший через него. Пилот контролирует температуру в салоне, смешивая горячий и холодный воздух в необходимых пропорциях.

Регулировка температуры воздуха в салоне самолета

Главный недостаток системы заключается в том, что, воздух, попадающий в кабину, слишком сухой. Разреженный в атмосфере, он содержит меньше влаги, а при доставке в салон осушается дополнительно. Делается это для того, чтобы в патрубках системы кондиционирования не намерзал лед, который может привести к ее закупорке. Именно поэтому многие пассажиры жалуются на сухость в глазах и горле при полете.

Видео дня. Режиссер фильма «Текст» заявил, что Асмус была готова к постельной сцене

Читайте также

news.rambler.ru

Откуда в салоне самолета, летящего на высоте 10 000 метров, берется кислород

Представьте, что вы удобно расположились в кресле самолета и наслаждаетесь полетом, мечтая о приближающемся отпуске на морском берегу или о встрече с близкими. А для того, чтобы вам было удобно и комфортно, так же как и на земле, в авиалайнерах предусмотрены специальные системы, отвечающие за качество воздуха в салоне.

Пассажирские самолеты летают на высоте от 9 до 12 тысяч метров. Все зависит от модели, поскольку у каждой из них есть своя «идеальная» высота, на которой лайнер расходует минимальное количество топлива и испытывает небольшое сопротивление. После того, как самолет взлетел и набрал высоту, он оказывается в атмосферном воздухе, параметры которого сильно отличаются от таковых у поверхности. Того воздуха, который есть в салоне, хватает примерно на 15-20 минут полета, а дальше в нем падает содержание кислорода и им становится невозможно дышать. Но для того, чтобы добавить свежего воздуха в салон, не получится просто открыть для проветривания люк. Дело в том, что содержание кислорода на такой высоте уменьшается до 7-8%, в то время как внизу этот показатель равен 21%. А атмосферное давление за бортом (второй не менее важный показатель воздуха) снижается до 170-250 мм. рт. ст., вместо привычных для нас 740-760 мм. рт. ст.

Но с увеличением высоты даже при неизменном процентном соотношении компонентов воздуха парциальное давление кислорода падает, что приводит к общему снижению уровня кислорода в крови человека, да и любого другого живого существа. Поэтому недостаточно просто обогатить атмосферный воздух кислородом, необходимо привести в норму и давление.

Для обеспечения комфортных условий во всех авиалайнерах работает специальная система кондиционирования воздуха. Система забирает воздух, который находится за бортом и сжимает его с помощью компрессоров. Благодаря этому плотность кислорода в нем повышается до приемлемых значений. Одновременно с этим происходит выравнивание параметров температуры до комфортного уровня.

Что касается давления, то в салоне авиалайнера поддерживается более низкое давление, чем то, что соответствует уровню аэропорта. Как правило, это 600-650 мм. рт. ст., что соответствует высоте 1300-1800 метров над уровнем моря. Считается, что это нижняя граница комфортного для человека атмосферного давления воздуха.

Но у системы кондиционирования есть один существенный недостаток: воздух, попадающий в салон, слишком сухой. Разреженный в атмосфере, он содержит меньше влаги, а при доставке в салон осушается дополнительно. Делается это для того, чтобы в патрубках системы кондиционирования не намерзал лед, который может привести к ее закупорке. Поэтому некоторые пассажиры испытывают постоянную жажду во время полета, а также жалуются на сухость в глазах и горле.

travelask.ru

Откуда берутся вода и кислород на МКС? / Habr

Гимн 13 отдела.


Не космонавты мы, не летчики,
Не инженеры, не врачи.
А мы водо-водопроводчики:
Мы гоним воду из мочи!
И не факиры, братцы, вроде мы,
Но, не бахвалясь, говорим:
Круговорот воды в природе мы
В системе нашей повторим!
Наука наша очень точная.
Вы только дайте мысли ход.
Мы перегоним воды сточные
На запеканки и компот!
Проехав все дороги Млечные,
Не похудеешь вместе с тем
При полном самообеспеченьи
Наших космических систем.
Ведь даже торты превосходные,
Люля кебаб и калачи
В конечном счете — из исходного
Материала и мочи!
Не откажите ж, по возможности,
Когда мы просим по утрам
Наполнить колбу в общей сложности
Хотя бы каждый по сто грамм!
Должны по-дружески признаться мы,
Что с нами выгодно дружить:
Ведь без утили-тилизации
На белом свете не прожить!!!

(Автор — Варламов Валентин Филиппович — псевдоним В.Вологдин)

Вода–основа жизни. На нашей планете уж точно. На какой нибудь «Гамма-Центавра» возможно всё по другому. С наступлением эпохи освоения космоса, значение воды для человека лишь возросло. От Н2О в космосе зависит очень многое, начиная от работы самой космической станции и заканчивая выработкой кислорода. Первые космические аппараты не имели замкнутой системы «водоснабжения». Вся вода и прочие «расходники» бралась на борт изначально, еще с Земли.

«Предыдущие космические миссии – Меркурий, Джемини, Аполлон, брали с собой все необходимые запасы воды и кислорода и сбрасывали жидкие и газообразные отходы в космос», — поясняет Роберт Багдижян (Robert Bagdigian) из Центра Маршалла.

Если сформулировать кратко: системы жизнеобеспечения космонавтов и астронавтов были «разомкнутыми» – они полагались на поддержку с родной планеты.

Про йод и КА «Апполон», роль туалетов и варианты (UdSSR or USA) утилизации отходов жизнедеятельности на ранних КА я расскажу в другой раз.


На фото: портативная система жизнеобеспечения экипажа «Аполлон-15», 1968 г.

Оставив рептилоида я подплыл к шкафчику санитарных средств. Повернувшись спиной к счетчику, достал мягкий гофрированный шланг, расстегнул брюки.
– Потребность в удалении отходов?
Господи…
Отвечать я, конечно, не стал. Включил отсос, и попытался забыть про любопытный взгляд рептилоида, буравящий спину. Ненавижу эти мелкие бытовые проблемы.

«Звёзды — холодные игрушки», С.Лукьяненко

Вернусь к воде и О2.

Сегодня на МКС частично замкнутая система регенерации воды, и я попробую рассказать о подробности (на сколько сам в этом разобрался).

В соответствии с ГОСТ 28040-89 (даже не знаю действует ли он ещё)» Система жизнеобеспечения космонавта в пилотируемом космическом аппарате»-СЖО космонавта-это «Совокупность функционально взаимосвязанных средств и мероприятий, предназначенных для создания в обитаемом отсеке пилотируемого космического аппарата условий, обеспечивающих поддержание энергомассообмена организма космонавта с окружающей средой на уровне, необходимом для сохранения его здоровья и работоспособности». В состав СЖО космонавта входят следующие системы:

*СОГС — система обеспечения газового состава,
*СВО — система водообеспечения,
*ССГО — система санитарно-гигиенического обеспечения,
*СОП — система обеспечения питанием,
*СОТР — система обеспечения теплового режима.

Можно гордиться. Робин Карраскилло (Robyn Carrasquillo), технический руководитель проекта ECLSS:
«Русские опередили нас в этой области, ещё космические аппараты «Салют» и «Мир» были способны конденсировать влагу из воздуха и использовали электролиз – пропускание электрического тока через воду–для производства кислорода».

Как всё начиналось (у нас).

1.СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ В ГЕРМЕТИЧНЫХ КАБИНАХ СТРАТОСТАТОВ, РАКЕТ И ПЕРВЫХ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ

Первому посещению человеком пространства за линией Кармана в космическом корабле предшествовали запуски стратостатов, ракет и искусственных спутников Земли, в которых имелись системы жизнеобеспечения для людей и животных (большей частью для собак).

В стратостатах «СССР-1» (1933 г.) и «Осоавиахим-1» (1934 г.) системы жизнеобеспечения включали запасы криогенного и газообразного кислорода; последний находился в баллонах под давлением 150 атм. Диоксид углерода удалялся с помощью ХПИ — химического поглотителя известкового в соответствии с реакцией: Са (ОН)2 + СО2 = Са (СО3) + Н2О


В состав ХПИ входит 95 % Са (ОН)2 и 5 % асбеста.

В ракетах, с помощью которых производилось зондирование ближнего космоса, находилась герметичная кабина с животными, имеющая в своем составе три баллона для смеси воздуха и кислорода. Диоксид углерода, выделяемый животными, удалялся с помощью ХПИ.


На фото: капсула «звездных собак» Белки и Стрелки, в которой они вернулись на Землю.
На борту первых искусственных спутников Земли в состав систем жизнеобеспечения для собак входили некоторые элементы будущих СЖО для космонавтов: устройство для приема пищи, ассенизационное устройство; очистка атмосферы и обеспечение кислородом осуществлялось с помощью надперекисных соединений, которые при поглощении диоксида углерода и паров воды выделяли кислород в соответствии с реакциями:

4КО2 + 2 Н2О = 3О2 + 4 КОН
2КОН + СО2 = К2 СО3 + Н2О
К2 СО3 + Н2О + СО2 = 2 КНСО3

2. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ ТИПА «БИОН» И «ФОТОН»

Биологические спутники Земли-автоматические космические аппараты «БИОН» и «ФОТОН» предназначены для исследований влияния факторов космического полета (невесомость, радиация и др.) на организм животных. Примечательно, что Россия- по сути единственная страна в мире, имеющая автоматические космические аппараты для исследований на биологических объектах. Другие страны вынуждены посылать животных в Космос на наших аппаратах.

В разные годы научными руководителями программы «БИОН» были О.Г. Газенко и Е.А. Ильин. В настоящее время научным руководителем программы «БИОН» является О.И. Орлов, заместителями — Е.А. Ильин и Е.Н. Ярманова.

Биологический спутник «БИОН» снабжен системами водообеспечения и кормления животных, системой термовлагорегулирования, системой «день-ночь», системой обеспечения газового состава и др.

Система обеспечения газового состава автоматических космических аппаратов «БИОН» и «ФОТОН» предназначена для обеспечения животных кислородом, удаления диоксида углерода и газообразных микропримесей в спускаемом аппарате.

Состав:

— патронов с кислородосодержащим веществом и поглотителем вредных микропримесей;
— патрона с поглотителем диоксида углерода и вредных микропримесей;
— электровентиляторов;
— датчиков для индикации работоспособности вентиляторов и герметичности газовых трактов;
— газоанализатора;
— блока управления и контроля.

Система обеспечивает комфортные условия в газовой среде спускаемого аппарата (замкнутый герметичный объем, содержащий 4,0-4,5 м3 воздуха) и представляет собой три регенеративных патрона и поглотительный патрон с электровентилятором на каждый патрон, обеспечивающих регенерацию воздуха по СО2, О2, СО и прочим вредным примесям. Включение и выключение микрокомпрессоров позволяет обеспечить заданный состав атмосферы объекта.

Принцип работы: воздух объекта вентилятором прокачивается через регенеративный патрон, где очищается от СО2 и вредных примесей и обогащается кислородом.

Избыток диоксида углерода убирается путем периодического включения поглотительного патрона. Поглотительный патрон также обеспечивает очистку от вредных примесей. Система работает с блоком управления и контроля и газоанализатором по кислороду и диоксиду углерода. При падении парциального давления кислорода до 20,0 кПа включается первый регенеративный патрон.

Если парциальное давление кислорода больше или равно 20,8 кПа, регенеративный патрон отключается и включается вновь при парциальном давлении кислорода 20,5 кПа. Включение второго и последующих патронов происходит при парциальном давлении кислорода 20,0 кПа (при условии падения концентрации), причем ранее включенные патроны продолжают работать.
Поглотительный патрон включается периодически при парциальном давлении диоксида углерода 1,0 кПа, выключается при парциальном давлении диоксида углерода 0,8 кПа, вне зависимости от работы регенеративного патрона.

3. СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЗАПАСОВ ДЛЯ ЭКИПАЖЕЙ КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЕЙ ТИПА «ВОСТОК», «ВОСХОД», «СОЮЗ», «МЕРКУРИЙ», «ДЖЕМИНИ», «АПОЛЛОН», «ШАТТЛ», ОРБИТАЛЬНОЙ СТАНЦИИ «СКАЙЛЭБ»

Системы жизнеобеспечения советских космических кораблей типа «Восток», «Восход», «Союз», а также американских «Меркурий», «Джемини», «Аполлон» и транспортного корабля многоразового использования «Шаттл» были основаны полностью на запасах расходуемых материалов: кислорода, воды, пищи, средств удаления СО2 и вредных микропримесей.

4. РЕГЕНЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ЭКИПАЖЕЙ ОРБИТАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ «САЛЮТ», «МИР», «МКС»

Функционирование систем жизнеобеспечения базирующихся на основе запасов расходуемых веществ, взятых с Земли, имеют существенный недостаток: их масса и габариты возрастают прямо пропорционально длительности космической экспедиции и количеству членов экипажей. По достижении определенной продолжительности полета СЖО на основе запасов могут быть препятствием для реализации экспедиции.

В таблице приведены массовые характеристики СЖО, основанных на запасах расходуемых веществ применительно к экспедиции длительностью 50, 100 и 500 суток для экипажа, состоящего из 6 человек:

Основываясь на нормах потребления основных компонентов СЖО, полученных в результате многолетней практики длительных орбитальных полетов на станциях типа «САЛЮТ», «МИР» и «МКС» (кислород — 0,96 кг/чел.сут., питьевая вода — 2,5 кг/чел.сут., пища — 1,75 кг/чел.сут. и т.д.), легко подсчитать, что необходимая масса запасов для экипажа, состоящего из 6 — и человек в условиях 500-суточного полета без учета массы тары и систем хранения составило бы величину более 58 тонн (см.табл.). В случае использования систем жизнеобеспечения, основанных на запасах расходных материалов, понадобилось бы создание систем хранения продуктов жизнедеятельности космонавтов: фекалий, мочи, конденсата атмосферной влаги, использованных санитарно-гигиенических и кухонных вод и т.д.

Что по факту трудно реализуемо или вообще неосуществимо (полёт к Марсу например).

В 1967-1968 годах в Институте медико-биологических проблем МЗ был проведен уникальный годовой медико-технический эксперимент с участием трех испытателей: Г.А.Мановцева, А.Н.Божко и Б.Н.Улыбышева. В гермокамерном эксперименте, длившемся 365 суток, проходила медико-биологическая и техническая оценка нового комплекса регенерационных систем жизнеобеспечения.


В состав СЖО наземного лабораторного комплекса входили:

система удаления диоксида углерода, система очистки атмосферы от вредных микропримесей,
система генерирования кислорода, система регенерации воды из влагосодержащих продуктов жизнедеятельности испытателей, санитарно-гигиеническое оборудование, оранжерея, система контрольно-измерительной аппаратуры.

Экспериментальные регенерационные системы жизнеобеспечения на основе физико-химических процессов, испытанные в годовом медико-техническом эксперименте, явились прототипом штатных СЖО для экипажей орбитальных станций «Салют», «МИР» и «МКС».

Впервые в мировой практике пилотируемых полётов на космической станции «Салют-4» функционировала регенерационная система «СРВ-К»-система получения питьевой воды из конденсата атмосферой влаги. Экипаж в составе А.А.Губарева и Г.М.Гречко использовал воду, регенерированную в системе «СРВ-К», для питья и приготовления пищи и напитков. Система работала в течение всего пилотируемого полёта станции. Аналогичные системы типа «СРВ-К» работали на станциях «Салют-6», «Салют-7», «МИР».


Прим. от 28.02.17: спасибо за помощь в правке и познании этимологии artyums

Отступление:
20 февраля 1986 года вышла на орбиту советская орбитальная станция «Мир».

23 марта 2001 года она была затоплена в Тихом океане.

Нашу станцию «Мир» затопили, когда ей исполнилось 15 лет. Сейчас двум российским модулям, которые входят в состав МКС, уже тоже по 17. Но МКС никто пока топить не собирается…

Эффективность использования регенерационных систем подтверждена опытом многолетней эксплуатации например орбитальной станции «МИР», на борту которого успешно функционировали такие подсистемы СЖО, как:

«СРВ-К» — система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги,
«СРВ-У» — система регенерации воды из мочи (урины),
«СПК-У» — система приема и консервации мочи (урины),
«Электрон» — система генерирования кислорода на основе процесса электролиза воды,
«Воздух» — система удаления диоксида углерода,
«БМП» — блок удаления вредных микропримесей и др.

Аналогичные регенерационные системы (за исключением «СРВ-У») успешно функционируют в настоящее время на борту Международной космической станции (МКС).

В состав системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) МКС входит подсистема обеспечения газового состава (СОГС). Состав: средства контроля и регулирования атмосферного давления, средства выравнивания давления, аппаратуру разгерметизации и наддува ПхО, газоаналитическую аппаратуру, систему удаления вредных примесей БМП, систему удаления углекислого газа из атмосферы «Воздух», средства очистки атмосферы. Составной частью СОГС являются средства кислородообеспечения, включающие твердотопливные источники кислорода (ТИК) и систему получения кислорода из воды «Электрон-ВМ». При стартовом запуске на борту СМ имелось всего лишь 120 кг воздуха и два твердотопливных генератора кислорода ТГК.

→ Прямая онлайн трансляция с веб-камеры на МКС.

Для доставки 30 000 литров воды на борт орбитальной станции «МИР» и «МКС» потребовалось бы организовать дополнительно 12 запусков транспортного корабля «Прогресс», величина полезной нагрузки которого составляет 2,5 тонны. Если принять во внимание тот факт, что «Прогрессы» оборудованы баками для питьевой воды типа «Родник» емкостью 420 л, то количество дополнительных запусков транспортного корабля «Прогресс» должно было бы увеличиться в несколько раз.


На МКС цеолитовые поглотители системы «Воздух» захватывают углекислый газ (CO2) и высвобождают его в забортное пространство. Теряемый в составе CO2 кислород восполняется за счет электролиза воды (разложения ее на водород и кислород). Этим на МКС занимается система «Электрон», расходующая 1 кг воды на человека в сутки. Водород сейчас стравливают за борт, но в перспективе он поможет превращать CO2 в ценную воду и выбрасываемый метан (Ch5). И конечно, на всякий случай на борту есть кислородные шашки и баллоны.


На фото: кислородный генератор и тренажер для бега на МКС, которые вышли из строя в 2011.


На фото: астронавты налаживают систему дегазации жидкостей для биологических экспериментов в условиях микрогравитации в лаборатории «Дестини».


На фото: Сергей Крикалёв с устройством электролиза воды «Электрон»

К сожалению полного круговорота веществ на орбитальных станциях пока не достигнуто. На данном уровне технологий с помощью физико-химических методов не удается осуществить синтез белков, жиров, углеводов и других биологически активных веществ. Поэтому диоксид углерода, водород, влагосодержащие и плотные отходы жизнедеятельности космонавтов удаляются в вакуум космического пространства.


Санузел на космической станции выглядит так

В служебном модуле МКС введены и функционируют системы очистки «Воздух» и БМП, усовершенствованные системы регенерации воды из конденсата СРВ-К2М и генерации кислорода «Электрон-ВМ», а также система приема и консервации урины СПК-УМ. Производительность усовершенствованных систем увеличена более чем в 2 раза (обеспечивает жизнедеятельность экипажа до 6 человек), а энерго- и массозатраты снижены.

За пятилетний период (данные на 2006 г.) их эксплуатации регенерировано 6,8 тонны воды 2,8 тонны кислорода, что позволило уменьшить массу доставляемых на станцию грузов более, чем на 11 тонн.

Задержка с включением в состав комплекса СЖО системы регенерации воды из урины СРВ-УМ не позволила осуществить регенерацию 7 тонн воды и уменьшить массу доставки.

«Второй фронт» — американцы


Техническая вода из американского аппарат ECLSS поставляется в российскую систему и американскую OGS (Oxygen Generation System), где затем «перерабатывается» в кислород.

Процесс восстановления воды из мочи – сложная техническая задача: «Моча гораздо «грязнее» водяных испарений, — объясняет Карраскилло, — Она способна разъедать металлические детали и засорять трубы». Система ECLSS использует для очищения мочи процесс, называемый парокомпрессионная дистилляция: моча кипятится до тех пор, пока вода из неё не превратится в пар. Пар – естественно очищенная вода в парообразном состоянии (за исключением следов аммиака и других газов) – поднимается в дистилляционную камеру, оставляя концентрированную коричневую жижу нечистот и солей, которую Карраскилло милосердно называет «рассолом» (который затем выбрасывается в открытый космос). Затем пар охлаждается, и вода конденсируется. Полученный дистиллят смешивается со сконденсированной из воздуха влагой и фильтруется до состояния, пригодного для питья. Система ECLSS способна восстановить 100% влаги из воздуха и 85% воды из мочи, что соответствует суммарной эффективности около 93%.

Описанное выше, однако, относится к работе системы в земных условиях. В космосе появляется дополнительная сложность – пар не поднимается вверх: он не способен подняться в дистилляционную камеру. Поэтому в модели ECLSS для МКС «…мы вращаем дистилляционную систему для создания искусственной гравитации, чтобы разделить пары и рассол», — поясняет Карраскилло.

Перспективы:
Известны попытки получить синтетические углеводы из продуктов жизнедеятельности космонавтов для условий космических экспедиций по схеме:

По этой схеме продукты жизнедеятельности сжигаются с образованием диоксида углерода, из которого в результате гидрирования образуется метан (реакция Сабатье). Метан может быть трансформирован в формальдегид, из которого в результате реакции поликонденсации (реакция Бутлерова) образуются углеводы-моносахариды.

Однако полученные углеводы-моносахариды представляли собой смесь рацематов — тетроз, пентоз, гексоз, гептоз, не обладающих оптической активностью.

Прим. Я даже боюсь покопаться в «вики-знаниях», чтобы вникнуть в их смысл.

Современные СЖО, после их соответствующей модернизации могут быть положены в основу создания СЖО, необходимых для освоения дальнего космоса.

Комплекс СЖО позволит обеспечить практически полное воспроизводство воды и кислорода на станции и может являться основой комплексов СЖО для намечаемых полетов к Марсу и организации базы на Луне.

Большое внимание уделяется созданию систем, обеспечивающих наиболее полный круговорот веществ. С этой целью вероятнее всего будут использовать процесс гидрирования диоксида углерода по реакции Сабатье или Боша-Будуара, которые позволят реализовать круговорот по кислороду и воде:

СО2 + 4Н2 = СН4 + 2Н2О
СО2 + 2Н2 = С + 2Н2О

В случае экзобиологического запрета выброса СН4 в вакуум космического пространства метан может быть трансформирован в формальдегид и нелетучие углеводы-моносахариды по следующим реакциям:
СН4 + О2 = СН2О + Н2О
поликонденсация
nСН2О — ? (СН2О)n
Са (ОН)2

Хочется отметить, что источниками загрязнения среды обитания на орбитальных станциях и при длительных межпланетных перелётах являются:

— конструкционные материалы интерьера (полимерные синтетические материалы, лаки, краски)
— человек (при перспирации, транспирации, с кишечными газами, при санитарно-гигиенических мероприятиях, медицинских обследованиях и др.)
— работающая электронная аппаратура
— звенья систем жизнеобеспечения (ассенизационное устройство-АСУ, кухня, сауна, душ)
и многое другое

Очевидно, что потребуется создание автоматической системы оперативного контроля и управления качеством среды обитания. Некая АСОКУКСО?

Ой не зря в Бауманке специальность по СЖО КА называлась студентами: ЖОПА

Что расшифровывалось, как:

ЖизнеОбеспечение Пилотируемых Аппаратов


Код точно не помню, кафедра Э4.

Окончание: может я не всё учел и где-то перепутал факты, цифры. Тогда дополняйте, поправляйте и критикуйте.

На это «словоблудие» меня подтолкнула интересная публикация:Овощи для астронавтов: как растят свежую зелень в лабораториях НАСА.

Мой младший отпрыск сегодня в школе начал сколачивание «исследовательской группы- банды» для выращивания пекинского салата в старой микроволновке. Вероятно решили себя обеспечить зеленью при путешествии на Марс. Старую микроволновку придётся покупать на AVITO, т.к. мои пока все функционируют. Не ломать ведь специально?


Прим. на фото, конечно не мой ребёнок, да и не будущая жертва эксперимента-микроволновка.

Как я и обещал [email protected], если, что-то выйдет-фотки и результат скину на ГИК. Выращенный салат могу послать почтой РФ желающим, за отдельную плату конечно.

Первоисточники:

АКТОВАЯ РЕЧЬ доктора технических наук, профессор, заслуженного деятеля науки РФ Ю.Е. СИНЯК (РАН) «СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБИТАЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
(Прошлое, настоящее и будущее)» /Москва Октябрь 2008. Основная часть текста отсюда
«Живая наука» (http://livescience.ru)-Регенерация воды на МКС.
АО «НИИхиммаш» (www.niichimmash.ru). Публикации сотрудников АО «НИИхиммаш».
Интернет-магазин «Еда космонавтов»


Использованы фото, видео и документы:

habr.com

Откуда берется воздух в самолете?

Как нам всем известно, человек очень любит дышать, именно из-за этой «проблемы» в самолет пришлось встроить нехилую такую систему, чтобы поддерживать нормальное давление, при котором мы смогли бы жить, ну и желательно температуру.
Фюзеляж самолета герметичен, его можно сравнить с воздушным шариком, при подъеме на высоту, давление в атмосфере понижается, именно поэтому самолет начинает немного «раздуваться».

На самом деле, давление в самолете тоже слегка стравливают, именно поэтому при взлете у нас закладывает уши. Стравливают это давление для облегчения нагрузки на фюзеляж. В итоге, полет выполняется с давлением внутри кабины, которое было бы равно как на высоте полета около 2700 метров. При данном давлении и человек может нормально жить, да и самолет не сильно «распирает» от такого давления воздуха изнутри.

Но вот откуда этот воздух берется???


А тут все просто, при попадании воздуха в двигатель, часть его идет во внешний контур и часть во внутренний. Именно во внутреннем он сжимается до огромных давлений, нагреваясь. А дальше пилот просто включает отбор воздуха от одной из ступеней компрессора, откуда воздух под давлением попадает в магистраль.

ВНИМАНИЕ: воздух отбирается еще ДО смешения его в топливом, поэтому он абсолютно безвреден и чист, однако затем он все равно пройдет еще через серию фильтров, на всякий случай.

Ну что, теперь у нас есть просто воздух, температурой сотни градусов и с диким давлением. Что делать с ним? Конечно, можно было бы подать его пассажирам и так, но а если нам нужно салон не нагреть, а охладить? Положительные температуры бывают не так уж и редко.

Именно поэтому воздух идет на радиатор, где охлаждается забортным воздухом, а затем попадает на турбохолодильник, где расширяясь, вращает турбину и тратит на это энергию, в итоге охлаждаясь до температуры 0 градусов.

В результате мы можем отобрать два «вида» воздуха в салон. Горячий [который еще не прошел турбохолодильник] и холодный [прошедший через турбохолодильник]. Пилот уже может просто регулировать то, на сколько много он хочет подмешать горячего воздуха к холодному, тем самым регулируя температуру.

Давление, также регулируется похожей системой, которая может стравливать лишнее, однако если что-то пойдет не так, самолет все-таки не лопнет, потому что там, в то же время, стоят и простые механические клапаны, которые при критическом превышении определенной разницы давлений откроются сами, без использования электроники, именно поэтому ничего страшного не произойдет.

Знаете, вроде бы, кажется, что ну вот летает самолет и летает, все уже давно привыкли и ничего необычного в этом не видят, но вы знали бы на самом деле сколько там различных систем… На сколько все это сложно, каждая деталь продумана до мелочей. И то, что я вам сегодня рассказал, не является даже одним процентом от всего того, что там есть…

Если кому-то интересно, то вот простенькая схема всего этого дела.

Всем удачи и любите авиацию!)

Источник

Жми на кнопку, чтобы подписаться на «Как это сделано»!

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected]) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках, в ютюбе и инстаграме, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс видео о том, как это сделано, устроено и работает.

Жми на иконку и подписывайся!

— http://kak_eto_sdelano.livejournal.com/
— https://www.facebook.com/kaketosdelano/
— https://www.youtube.com/kaketosdelano
— https://vk.com/kaketosdelano
— https://ok.ru/kaketosdelano
— https://twitter.com/kaketosdelano
— https://www.instagram.com/kaketosdelano/

Официальный сайт — http://ikaketosdelano.ru/

Мой блог — http://aslan.livejournal.com
Инстаграм — https://www.instagram.com/aslanfoto/
Facebook — https://www.facebook.com/aslanfoto/
Вконтакте — https://vk.com/aslanfoto

kak-eto-sdelano.livejournal.com

Откуда берется воздух в системе отопления?

Наконец, я созрел для ответа на вопрос — откуда берется воздух в системе отопления. Для этого мне пришлось починить свою систему и не трогать ее в течение долгого времени, точнее не менее двух лет

Дмитрий Белкин

В этой статье я расскажу, наконец, откуда берется воздух в системе отопления.

Воздух в системе отопления

Предыстория вопроса

У меня собрана система отопления на медных трубах под пайку. В системе работает закрытый (мембранный) расширительный бак. Течей нет. Воздуха много. Откуда он берется? Мне задавали этот вопрос и мне нечего было ответить. Я регулярно сталкивался с этой проблемой и тоже думал и гадал — откуда? Ну действительно! Откуда может взяться воздух в системе отопления, причем регулярно, причем в больших количествах при условии всех соединений на пайке и отсутствия течей?

​Может быть вода испаряется и воздух является паром?​

​Очень вряд ли. Дело в том, что система работает под давлением и это значит, что она не закипит даже при 100 градусах.

Кстати…

А при каком ​давлении закипит вода, если она находится под избыточным давлением в 1 бар? Примерно 120 градусов Цельсия.

​Может быть работает эффект Вентури?

Эффект Вентури — довольно интересный эффект, который заключается в том, что вода, двигающаяся с высокой скоростью и в определенных условиях может не выливаться через дырочку, а засасывать в эту дырочку воздух. Этот эффект используется в самозаливных насосах. Он же работает в так называемых эжекторах и не так давно я встретил применение его в газовой колонке. Оказывается именно за счет этого эффекта включается газ при включении воды. Есть модели аэраторов воды, которые тоже используют описываемый эффект. Есть Вентури в стиральных машинах в системе слива. Пульверизатор — тоже эксплуатирует эффект Вентури. Автомобильный карбюратор — аналогично.

Но этот эффект может сослужить и плохую службу. Например, если вы хотите убрать воздух из водопроводного поверхностного насоса, то нельзя убирать его путем откручивания впускной магистрали при включенном насосе. Воздух будет не выходить из насоса, а затягиваться в него еще больше.

Для работы эффекта Вентури должно быть некоторое сужение тока жидкости и очень высокая скорость ее движения.​ Это явно не случай отопления. Кроме того, можно же выключить циркуляционный насос и ток жидкости прекратится, а давление останется. При этом в дырочку, если она есть, должна выходить вода. Такого в моей системе не было замечено.

Воздух берется прямо из воды (!?)

Путем метода исключения осталось предположить только одно. Воздух в закрытой системе отопления берется из воды. Но это тоже казалось мне весьма маловероятным. Ну сколько же воздуха должно быть в воде, если мне приходилось примерно раз в неделю спускать его из некоторых радиаторов и его было реально много. Приходилось подливать много воды. Далеко не кружку!

Но проверить можно только одним способом. Не трогать систему и подождать, пока весь воздух из воды выйдет. И вот это произошло! Прошло два года после ремонта системы и уже год (!) я ни разу не спускал воздух и ни разу не подливал воду.

Важные выводы

Первое и основное. Воздуха в воде очень много! Активно он выходит из воды примерно полгода. Но наверное это должно зависеть от емкости системы. Я использую котел с приличным по объему баком где-то на 60 литров. Но не думаю, что воды в моей системе больше 100 литров наберется.

Воду без воздуха надо всячески беречь и не сливать отопление без очень серьезных причин. А если сливать, то не всю. Для этого хорошо бы иметь кучу промежуточных кранов, которые позволяли бы сливать воду не со всей системы, а только из ремонтируемых мест.

Надо помнить,

что нельзя оставлять воду в закрытом объеме, под давлением и без доступа к расширительному баку, например в трубах. Трубы может разорвать, радиаторы и котел может надуть. Не забывайте об этом, чтобы не нарваться на дорогостоящий ремонт. Если надо закрыть часть системы с водой без доступа к расширительному баку, то надо спустить из закрываемой части него немного воды, либо закрывать пока вода горячая. Тогда вода при охлаждении образует вакуум, что не так вредно, как избыточное давление воды. Либо надо иметь в системе не только краны для перекрытия, но и аварийные клапаны для спуска давления по аналогии с теми, что стоят на бойлерах.

Если у вас открытый расширительный бак, необходимо срочно заменить его на закрытый. Этим вы не только увеличите свой личный комфорт, но и увеличите срок службы своей системы, ибо в вода без воздуха не вызывает коррозию металла. И да! Закрытый расширительный бак можно поставить в самотечную систему. Нет здесь ничего несовместимого!

​Как говорил Карл Маркс (я не являюсь поклонником его идей, если что), критерием истины является практика. В данном случае практика доказала истинность очень спорной причины возникновения воды в системе отопления. Это позволяет вопрос закрыть.

Всем спасибо за внимание!
Дмитрий Белкин.

Статья создана 08.03.2019

belkin-labs.ru

Лёгкие Мира. Откуда берётся кислород?

Кислород составляет 21% состава нашей атмосферы. Также, как вы помните, кислород необходим для нашей жизни. Так откуда он взялся и какие процессы ответственны за его производство?

Как один из наиболее важных биохимических процессов, происходящих на Земле, фотосинтез подробно обсуждается на уроках биологии.

Это процесс, который происходит в клетках, снабженных хлорофиллом или бактериохлорофиллом, и состоит в производстве органических соединений из неорганических.

Первые формы жизни , которые обладали способностью к фотосинтезу кислорода, появились целых 2,7 миллиарда лет назад, и именно в это время можно обнаружить начало нашей богатой кислородом атмосферы. Тот, который позволил дальнейшую эволюцию и развитие жизни.

Однако реальный скачок количества кислорода в воздухе, обусловленный большим окислительным событием или кислородной катастрофой, произошел 300 миллионов лет спустя. Почему катастрофа? Потому что это привело к большим климатическим изменениям и гибели значительной части анаэробных бактерий. Однако в то же время этот процесс позволил создать более сложные организмы, использующие кислородное дыхание. Мир сильно изменился.

Кислород из океана

Лёгкие Мира. Откуда берётся кислород?

Тропические леса часто называют легкими мира . Причин действительно много, но лес — это всего лишь одно легкое. Мы могли бы назвать второе легкое метафорически океаном . Главным образом из-за фотосинтеза крошечного и недооцененного фитопланктона создается около половины выработки кислорода на Земле. Кроме того, зоопланктон, использующий CO2 для создания своих маленьких раковин, очень помогает поглощать углекислый газ из атмосферы.

Кислород из океана является большой и важной частью его общей выработки. Поэтому, заботясь об окружающей среде океана, морская экосистема оказывается как минимум такой же важной, как и забота о лесах.

joinfor.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *