Abril 13, 2016
Objetivo: Há alguma divergência quanto à possibilidade de despejar água fervente em uma pia de cozinha residencial sem danificar o tubo de drenagem. Pode-se supor que, se o tubo drenar rapidamente, a quantidade de tempo necessária para causar danos seria maior que o tempo real em que a água fervente estaria presente em qualquer seção específica do tubo. Supondo que essa teoria esteja correta, há uma refutação, que as pias das cozinhas podem ficar entupidas ou parcialmente entupidas, ou que um efeito cumulativo de despejar água fervente pelo ralo regularmente pode (eventualmente) causar a falha do tubo ou colapsar em áreas onde o tubo está enterrado. De fato, tubos colapsados não são incomuns no setor de encanamentos; no entanto, é desconhecido para o autor no momento da redação deste artigo, se existem trabalhos publicados que citam a temperatura como a causa do tubo colapsado ou se exceder a classificação máxima de temperatura (140 ° F) para o tubo de PVC tem algum significado real consequências do mundo. Esta experiência foi projetada e conduzida para medir a extensão e a taxa de deformação do PVC quando (um tubo de drenagem é) cheio com água fervente e para medir a duração do tempo necessário para a água esfriar, dentro da faixa de temperatura aceitável do tubo de PVC.
Materiais e Métodos: Foi selecionada uma seção do cronograma 40 PVC de dimensão nominal 1 1 / 4 ", que havia sido usada anteriormente como dreno de pia de cozinha. Mais especificamente, esse tubo era originalmente parte do encanamento de um dreno à base de bomba de poço que O nome da marca do tubo é conhecido, mas foi omitido neste relatório para evitar possíveis depreciativas que possam ser deduzidas pelo leitor.O tubo foi construído em um formato curto em U com cotovelos 90 ° em cada extremidade; foi selecionado a partir de materiais de sucata usados para este experimento, porque a forma podia reter água, porque representava com precisão o material de drenagem residencial e porque parecia estar livre de defeitos ou deformações estruturais.O comprimento total do tubo nas extremidades de cada cotovelo polegadas 50. Também foi incluída uma válvula de esfera no comprimento do tubo centrado exatamente no 11 1 / 8 "a partir da extremidade do cotovelo associado ao braço curto. O braço longo do cano tinha 16 3 / 4 polegadas de altura, medido a partir do fundo externo de seu respectivo cotovelo; o braço curto media 7 de altura, medido a partir da parte inferior externa do respectivo cotovelo. O tubo foi pesado e considerado como gramas 1558.5. Como o tubo possuía um comprimento extra 9 3 / 4 "em um braço e o outro braço possuía metade de um encaixe de união, isso adicionou uma quantidade de peso ao tubo geral, o que possivelmente torna o peso total medido irrelevante para o cálculo preciso. transferências de calor.
O tubo foi suspenso em cada extremidade apoiando as extremidades em duas cadeiras de igual altura, de modo que o tubo estivesse nivelado. Não foram usadas correias para prender o tubo. A elevação do tubo era 25 "do chão até o centro do tubo. Nenhuma força externa foi aplicada; as únicas forças conhecidas por estarem presentes eram resultantes do peso da água e do cano e as tensões produzidas pela água a temperaturas acima, em e em torno da classificação máxima para PVC (140 ° F) .O volume de água usado foi predeterminado usando água da torneira morna para encher o tubo, e foi encontrado aproximadamente o 1300 ml. O volume dentro do tubo era tal que o nível da água era exatamente 1 "da parte superior do braço curto do cano (ou 6, com centímetros de altura da parte inferior externa do (s) cotovelo (s)). É interessante notar aqui que o peso da água quase coincide com o peso do PVC que o continha (depois de considerar os comprimentos excessivos dos braços).
Uma marca foi feita com um marcador indelével no centro do tubo e uma câmera foi usada para registrar e documentar periodicamente a quantidade de flacidez que ocorreu durante um período total de minutos 30. Um termômetro de mercúrio foi inserido no braço curto do tubo para monitorar a mudança de temperatura ao longo do tempo. O experimento foi concluído depois que a temperatura medida caiu abaixo da classificação máxima para o tubo. Este foi um teste único, que não foi replicado para precisão estatística. Os dados coletados são relatados abaixo.
No 3: 36pm, um balão contendo 1.4L de água fervente da torneira foi usado para transferir aproximadamente 1.3L para o tubo. Água fervente foi derramada no mais longo dos dois braços. Um termômetro foi inserido no outro braço curto, na extremidade do tubo.
Aos minutos 0, a marca estava 25 "acima do piso Temp. Da água = 212 ° F; temperatura ambiente e (por padrão) a temperatura do tubo era 70 ° F. À medida que o líquido era transferido, observava-se torção e deformação do tubo. .
Em ~ 1 minuto após -0.15625 "Temp = 182 ° F
Aos 5 minutos após -0.25 "Temp = 176 ° F
Aos 10 minutos após -0.3125 "Temp = 166 ° F
Aos 15 minutos após -0.375 "Temp = 157 ° F
Aos 18 minutos após -0.40625 "Temp = 153 ° F
Aos 20 minutos após -0.375 "Temp = 150 ° F
Aos 25 minutos após -0.46875 "Temp = 143 ° F
Aos 29 minutos após -0.46875 "Temp = 140 ° F
Aos 30 minutos após -0.50 "Temp = 138 ° F
Resultados: Após minutos do 29, a temperatura caiu abaixo de 140 ° F (a classificação máxima para o PVC). Aos minutos do 30, o experimento foi concluído esvaziando a água em outro recipiente, no qual foi pesado e considerado como 1290.1g. Medidas cuidadosas foram tomadas para determinar que o tubo torceu aproximadamente 30 ° no sentido horário, de ponta a ponta (ou aproximadamente 7.5 ° por pé linear). O cano começou a torcer e a deformar quando a água fervente estava sendo derramada no cano. Uma medição da temperatura da água na extremidade, em cerca de um minuto, mostra que o tubo já havia absorvido um incrível 30 ° F do (aproximadamente) 1.3L da água. Verificou-se que a flacidez total era 1 / 2 "polegada após minutos 30.
A maior quantidade de deflexão foi inesperadamente encontrada a aproximadamente 7 polegadas (em direção ao centro do tubo) a partir do centro da válvula de esfera. A deflexão máxima foi medida para ser 7 / 8 polegadas (deflexão lateral) ou uma curvatura total de cerca de 2.5 polegadas medida em cada extremidade do tubo. Também é notável que o braço longo do tubo (no qual a água fervente foi derramada, mas não onde a água fervente estivesse presente por mais de alguns segundos, tivesse uma deflexão de cerca de 3 / 16 de uma polegada; a curvatura total era 3 / 4 de uma polegada, medida na extremidade do braço. A profundidade da água foi medida como sendo 6, a partir da parte inferior externa do (s) cotovelo (s). Com relação ao braço longo, a maior deformação foi encontrada acima a linha de água, mais perto de onde a água fervente entrou e entrou em contato com o PVC.As medidas de flacidez que foram realizadas periodicamente, como parte do experimento, eram simplesmente medidas verticais da marca feita no centro do comprimento do tubo Antes da realização desse experimento, esperava-se que a maior mudança fosse encontrada no centro do tubo devido à flacidez; mas a deflexão lateral inesperada era 75% maior que a flacidez vertical; e a deflexão máxima real por pé linear era encontrar d na entrada, onde a água fervente foi derramada no cano. Uma representação gráfica da flacidez / alterações medidas (no centro do tubo) é fornecida abaixo.
Conclusão: Obviamente, a deflexão lateral ocorreu devido a uma tensão na articulação da válvula esférica; os valores medidos de flacidez provavelmente foram afetados pela torção e deslocamento lateral do tubo. Especulativamente, a causa mais provável da deflexão lateral deveu-se a uma diferença no comprimento do tubo que foi ocultado pelo acessório; em outras palavras, o cano provavelmente foi cortado em ângulo. Sabe-se que quando diferentes materiais ou diferentes comprimentos de material forem ligados, o objeto terá tensões esteáricas significativas quando aquecido, pois os dois materiais não se expandirão uniformemente. Considere o seguinte exemplo: comprimento A é 4ft, comprimento B é 4.1ft .; quando aquecido, cada material expande 2% em comprimento. Portanto, o comprimento A será 4.080ft e o comprimento B será 4.182. A diferença nos comprimentos (aquecidos) é 0.002ft, que pode causar efeitos significativos de "ondulação" ou deformação.
Especulações adicionais em relação à causa do empenamento lateral observado incluem uma diferença na absorção de temperatura na junta devido a um efeito isolante, ou possivelmente, forças latentes existiam do uso anterior da válvula de esfera, que foram finalmente expressas quando o tubo ficou macio o suficiente para permitir que forças potenciais sejam liberadas (um efeito de desenrolar ou relaxar). Especulações como essas podem ser verificadas ou descartadas por outros testes.
Obviamente, a água fervente pode causar deflexão em um tubo 1 1 / 4 "(descompressão nominal), que foi o padrão da indústria para drenos de pia por muitos anos. Também é justo supor que a temperatura dentro do tubo seja absorvida tão rapidamente que o aquecimento quase certamente será irregular, resultando em áreas que são rapidamente superaquecidas e mais suscetíveis a falhas.Supondo que um tubo esteja entupido ou drenando lentamente, ou talvez a existência de um efeito cumulativo de múltiplas exposições à água fervente, é razoável concluir o vazamento de água fervente pelo ralo pode causar falhas, o que seria especialmente verdadeiro em tubulações enterradas, pois a pressão do peso do solo estaria presente.
Em resumo, foi observado aqui que agende um tubo de PVC 40 que foi exposto por menos de um minuto a temperaturas que excedem a classificação máxima de temperatura se deforma. Isso é evidenciado pelo empenamento de polegadas 3 / 4 encontrado na área (o braço longo) onde a água fervente foi derramada no tubo; nesta área, a água fervente passou apenas e não permaneceu durante o teste. A água fervente estava presente apenas no braço longo do tubo pelo tempo necessário para transferir a água, que era de aproximadamente 15 a 20 segundos. Além disso, quando os tubos são expostos a temperaturas acima da classificação máxima por um período prolongado, eles continuam a se deformar até que a temperatura se dissipe abaixo da classificação máxima. Parece evidente a partir da ilustração gráfica acima, que a taxa ou quantidade de deformação quase se assemelha à temperatura instantânea ou taxa de dissipação de temperatura.
Discussão: É importante considerar que a quantidade de água usada para este experimento era apenas de litros 1.3 (galões 0.34). Freqüentemente, grandes volumes de água são usados para cozinhar, o que exigirá necessariamente mais tempo para drenar e provavelmente transferirá uma quantidade proporcionalmente maior de calor / energia para um cano. Além disso, o período de tempo necessário para a dissipação do calor pode ser de vários minutos, ou possivelmente de uma hora, quando grandes volumes (como um galão) de água fervente são despejados em um dreno e / ou onde os tubos de drenagem são isolados. A opinião do autor, neste momento, é que derramar um galão inteiro de água fervente em um ralo de cozinha teria logicamente um maior potencial de danificar o tubo de drenagem de PVC do que os galões 0.34 que, neste experimento, causaram distorções mensuráveis e significativas, torção, e flacidez. Também é necessário ter em mente que, para que ocorra uma drenagem adequada, os tubos de drenagem devem ter uma inclinação suave de cerca de 1 polegada por 10ft. Como a deformação neste tubo foi superior a 1 / 2 polegada por pé, deve ser óbvio que o efeito cumulativo de deformação e flacidez é tal que a água fervente provavelmente causará uma drenagem inadequada, o que logicamente aceleraria a falha final do PVC tubos de drenagem, porque o tempo de exposição em tubos impróprios / de drenagem lenta será necessariamente maior.
Houve algumas falhas óbvias nesse experimento. Talvez a diferença mais significativa em relação a um teste do mundo real seja o fato de as tiras serem usadas para fixar os tubos de drenagem em construções residenciais, enquanto que nenhuma tira foi usada neste experimento, o que permitiu que o tubo torçasse livremente. Certamente, o suporte adequado seria benéfico para evitar falhas no dreno. Se os métodos de construção, materiais e / ou códigos de construção atuais são suficientes para evitar falhas nos casos em que a classificação de temperatura do PVC foi excedida, ainda não se sabe ao autor. Além disso, como esse experimento não testou um efeito cumulativo (exposição repetida de água fervente ao mesmo tubo), não foi verificado se um efeito cumulativo realmente existe e, mais particularmente, se o tubo fica sensibilizado ou dessensibilizado por exposição repetida. No entanto, aqui foram apresentadas fortes evidências de que existe uma sabedoria do mundo real em evitar danos potencialmente causados pelo superaquecimento de um tubo de drenagem.
