13 de abril de 2016
Objetivo: Há alguma discordância sobre se a água fervente pode ser derramada 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 de cozinha 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 texto, 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 tubos de PVC tem consequências significativas no mundo real. 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.
medido a partir do fundo externo de seu respectivo cotovelo; o braço curto tinha 7 polegadas de altura, medido a partir da parte inferior externa do respectivo cotovelo. O tubo foi pesado e considerado 1558,5 gramas. Como o tubo tinha 9 3/4 "de comprimento extra em um braço e o outro braço tinha metade de uma união encaixada, isso adicionou uma quantidade de peso ao tubo geral, o que possivelmente torna o peso total medido irrelevante com o objetivo de calcular com precisão transferências de calor. medido a partir do fundo externo de seu respectivo cotovelo; o braço curto tinha 7 polegadas de altura, medido a partir da parte inferior externa do respectivo cotovelo. O tubo foi pesado e considerado 1558,5 gramas. Como o tubo tinha 9 3/4 "de comprimento extra em um braço e o outro braço tinha metade de uma união encaixada, isso adicionou uma quantidade de peso ao tubo geral, o que possivelmente torna o peso total medido irrelevante com o objetivo de calcular com precisão 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 de 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 tubo e das 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 aproximadamente 1300 ml. O volume dentro do tubo era tal que o nível da água estava exatamente a 1 "da parte superior do braço curto do tubo (ou 15 cm de altura da parte inferior externa do cotovelo). É interessante notar aqui,
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 30 minutos. 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.
Às 15:36, um balão contendo 1,4 L de água da torneira fervente foi usado para transferir aproximadamente 1,3 L 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 0 minutos, a marca estava 25 "acima do piso. Temperatura da água = 212 ° F; temperatura ambiente e (por padrão) a temperatura do tubo era de 70 ° F. À medida que o líquido estava sendo transferido, observou-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 29 minutos, a temperatura caiu abaixo de 140 ° F (a classificação máxima para o PVC). Aos 30 minutos, o experimento foi concluído esvaziando a água em outro recipiente, no qual foi pesado e considerado 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 oposta, em cerca de um minuto, mostra que o tubo já havia absorvido uma incrível temperatura de 30 ° F dos (aproximadamente) 1,3 L de água. Verificou-se que a flacidez total era de 1/2 polegada após 30 minutos.
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 como 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 polegada; a curvatura total era 3/4 de polegada, medida na extremidade do braço. A profundidade da água foi medida a 10 cm do fundo externo do (s) cotovelo (s). Em relação ao braço longo, a maior deformação foi encontrada acima a linha de água, mais perto de onde a água fervente entrou pela primeira vez e fez contato com o PVC. As medidas de flacidez 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 foi 75% maior que a flacidez vertical; e a deflexão máxima real por pé linear foi encontrada na entrada, onde a água fervente foi derramada no cano. Uma representação gráfica da flacidez / alterações medidas (no centro do tubo) é fornecida abaixo. esperava-se que a maior mudança fosse encontrada no centro do tubo devido à flacidez; mas a deflexão lateral inesperada foi 75% maior que a flacidez vertical; e a deflexão máxima real por pé linear foi encontrada na entrada, onde a água fervente foi derramada no cano. Uma representação gráfica da flacidez / alterações medidas (no centro do tubo) é fornecida abaixo. esperava-se que a maior mudança fosse encontrada no centro do tubo devido à flacidez; mas a deflexão lateral inesperada foi 75% maior que a flacidez vertical; e a deflexão máxima real por pé linear foi encontrada 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 foi devido 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: o comprimento A é 4 pés, o comprimento B é 4,1 pés .; quando aquecido, cada material expande 2% de comprimento. Portanto, o comprimento A será de 4.080 pés e o comprimento B será de 4.182. A diferença nos comprimentos (aquecidos) é de 0,002 pés,
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 de 1/4 de polegada (desmembramento nominal), que era 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 desigual, 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 nos tubos enterrados, pois a pressão do peso do solo estaria presente.
Em resumo, foi observado aqui que o cronograma de 40 tubos de PVC expostos por menos de um minuto a temperaturas que excedem a classificação máxima de temperatura se deforma. Isso é evidenciado pelo empenamento de 3/4 de polegada encontrado na área (o braço longo) onde a água fervente foi derramada no tubo; nessa 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 foi de apenas 1,3 litros (0,34 galões). 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 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 0,34 galões 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 10 pés. 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 a ferver 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 que as tiras são 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.
