13 de abril de 2016
Propósito: Existe cierto desacuerdo sobre si se puede verter agua hirviendo en el fregadero de la cocina residencial sin dañar la tubería de drenaje. Se podría suponer que si la tubería se drena rápidamente, la cantidad de tiempo necesaria para causar daños sería mayor que el tiempo real en que el agua hirviendo estaría presente en cualquier sección particular de la tubería. Suponiendo que esta teoría es correcta, hay una refutación, que los fregaderos de la cocina pueden obstruirse o obstruirse parcialmente, o que un efecto acumulativo de arrojar agua hirviendo por un desagüe de forma regular puede (eventualmente) hacer que la tubería falle o colapse en áreas donde la tubería está enterrada. De hecho, las tuberías colapsadas no son infrecuentes en la industria de la plomería; sin embargo, es desconocido para el autor al momento de escribir esto, si existen trabajos publicados que mencionen la temperatura como la causa del colapso de la tubería o si exceder la clasificación de temperatura máxima (140 ° F) para la tubería de PVC tiene consecuencias significativas en el mundo real. Este experimento fue diseñado y realizado para medir el grado y la velocidad de deformación del PVC cuando (una tubería de drenaje se llena) con agua hirviendo, y para medir el tiempo necesario para que el agua se enfríe, dentro del rango de temperatura aceptable de la tubería de PVC.
medido desde el fondo exterior de su respectivo codo; el brazo corto medía 7 pulgadas de alto, medido desde la parte inferior externa de su respectivo codo. Se pesó la tubería y se encontró que pesaba 1558,5 gramos. Debido a que la tubería tenía una longitud adicional de 9 3/4 "en un brazo y el otro brazo tenía la mitad de una unión de unión, esto agregó una cantidad de peso a la tubería general, lo que posiblemente hace que el peso total medido sea irrelevante con el fin de calcular con precisión Transferencias de calor. medido desde el fondo exterior de su respectivo codo; el brazo corto medía 7 pulgadas de alto, medido desde la parte inferior externa de su respectivo codo. Se pesó la tubería y se encontró que pesaba 1558,5 gramos. Debido a que la tubería tenía una longitud adicional de 9 3/4 "en un brazo y el otro brazo tenía la mitad de una unión de unión, esto agregó una cantidad de peso a la tubería general, lo que posiblemente hace que el peso total medido sea irrelevante con el fin de calcular con precisión Transferencias de calor.
La tubería se suspendió en cada extremo apoyando los extremos en dos sillas de igual altura, de modo que la tubería estuviera nivelada. No se utilizaron correas para asegurar la tubería. La elevación de la tubería era de 25 "desde el piso hasta el centro de la tubería. No se aplicaron fuerzas externas; las únicas fuerzas que se sabe que están presentes fueron el peso del agua y la tubería, y las tensiones producidas por el agua a temperaturas arriba, en y alrededor de la clasificación máxima para PVC (140 ° F) .El volumen de agua utilizado se predeterminó usando agua tibia del grifo para llenar la tubería, y se encontró que era aproximadamente 1300 ml. El volumen dentro de la tubería era tal que el nivel del agua era exactamente 1 "desde la parte superior del brazo corto de la tubería (o 6 pulgadas de alto desde la parte inferior externa del codo). Es interesante notar aquí,
Se hizo una marca con un marcador indeleble en el centro de la tubería y se usó una cámara para registrar y documentar periódicamente la cantidad de hundimiento que ocurrió durante un período total de 30 minutos. Se insertó un termómetro de mercurio en el brazo corto de la tubería para controlar el cambio de temperatura con el tiempo. El experimento concluyó después de que la temperatura medida cayó por debajo de la clasificación máxima para la tubería. Esta fue una prueba única, que no fue replicada para precisión estadística. Los datos recopilados se presentan a continuación.
A las 3:36 pm, se usó un matraz que contenía 1,4 litros de agua del grifo hirviendo para transferir aproximadamente 1,3 litros a la tubería. Se vertió agua hirviendo en el brazo más largo de los dos. Se insertó un termómetro en el otro brazo corto, en el extremo más alejado de la tubería.
A los 0 minutos, la marca estaba a 25 "por encima del piso Temperatura del agua = 212 ° F; temperatura ambiente y (por defecto) la temperatura de la tubería era 70 ° F. A medida que el líquido se transfería, se observó la torsión y deformación de la tubería .
A ~ 1 minuto después de -0.15625 "Temp = 182 ° F
A los 5 minutos después de -0.25 "Temp = 176 ° F
A los 10 minutos después de -0.3125 "Temp = 166 ° F
A los 15 minutos después de -0.375 "Temp = 157 ° F
A los 18 minutos después de -0.40625 "Temp = 153 ° F
A los 20 minutos después de -0.375 "Temp = 150 ° F
A los 25 minutos después de -0.46875 "Temp = 143 ° F
A los 29 minutos después de -0.46875 "Temp = 140 ° F
A los 30 minutos después de -0.50 "Temp = 138 ° F
Resultados: después de 29 minutos, la temperatura había caído por debajo de 140 ° F (la clasificación máxima para PVC). A los 30 minutos, el experimento se concluyó vaciando el agua en otro recipiente, en el que se pesó y se encontró que era de 1290,1 g. Se tomaron medidas cuidadosas para determinar que la tubería se había torcido aproximadamente 30 ° en sentido horario, de extremo a extremo (o aproximadamente 7.5 ° por pie lineal). La tubería comenzó a retorcerse y deformarse a medida que el agua hirviendo se vertía en la tubería. Una medición de la temperatura del agua en el extremo más alejado, aproximadamente a un minuto, muestra que la tubería ya había absorbido una increíble temperatura de 30 ° F de los (aproximadamente) 1.3L de agua. Se encontró que la flacidez total era de 1/2 "pulgada después de 30 minutos.
La mayor cantidad de desviación se encontró inesperadamente a aproximadamente 7 pulgadas (hacia el centro de la tubería) desde el centro de la válvula de bola. La desviación máxima se midió en 7/8 de pulgada (desviación lateral) o una curvatura total de aproximadamente 2.5 pulgadas medida en cada extremo de la tubería. También es notable que el brazo largo de la tubería (en el que se vertió el agua hirviendo, pero no donde el agua hirviendo estuvo presente durante más de unos segundos) tuvo una desviación de aproximadamente 3/16 de pulgada; la curvatura total fue 3/4 de pulgada como se midió en el extremo del brazo. La profundidad del agua se midió a 6 pulgadas de la parte inferior exterior del codo. Con respecto al brazo largo, la mayor deformación se encontró arriba la línea de agua, más cerca de donde entró el agua hirviendo y entró en contacto con el PVC. Las medidas de flacidez que se tomaron periódicamente, como parte del experimento, fueron simplemente medidas verticales de la marca realizada en el centro de la longitud de la tubería. Antes de realizar este experimento, se esperaba que el mayor cambio se encontrara en el centro de la tubería debido a la flacidez; pero la desviación lateral inesperada fue 75% mayor que la caída vertical; y la desviación máxima real por pie lineal se encontró en la entrada, donde se vertió el agua hirviendo en la tubería. A continuación se proporciona una representación gráfica de la caída / cambios medidos (en el centro de la tubería). se esperaba que el mayor cambio se encontraría en el centro de la tubería debido a la flacidez; pero la desviación lateral inesperada fue 75% mayor que la caída vertical; y la desviación máxima real por pie lineal se encontró en la entrada, donde se vertió el agua hirviendo en la tubería. A continuación se proporciona una representación gráfica de la caída / cambios medidos (en el centro de la tubería). se esperaba que el mayor cambio se encontraría en el centro de la tubería debido a la flacidez; pero la desviación lateral inesperada fue 75% mayor que la caída vertical; y la desviación máxima real por pie lineal se encontró en la entrada, donde se vertió el agua hirviendo en la tubería. A continuación se proporciona una representación gráfica de la caída / cambios medidos (en el centro de la tubería).
Conclusión: Obviamente, la desviación lateral se debió a una tensión en la articulación de la válvula de bola; Los valores medidos de la flacidez probablemente se vieron afectados por la torsión y el desplazamiento lateral de la tubería. Especulativamente, la causa más probable de la desviación lateral se debió a una diferencia en la longitud de la tubería que estaba oculta por el accesorio; en otras palabras, la tubería probablemente fue cortada en ángulo. Se sabe que cuando diferentes materiales o diferentes longitudes de material se han unido, el objeto tendrá importantes tensiones esteáricas cuando se calienta, ya que los dos materiales no se expandirán de manera uniforme. Considere el siguiente ejemplo: la longitud A es de 4 pies, la longitud B es de 4.1 pies .; Cuando se calienta, cada material se expande un 2% de longitud. Entonces, la longitud A será de 4.080 pies y la longitud B será de 4.182. La diferencia en las longitudes (calentadas) es 0.002 pies,
Las especulaciones adicionales con respecto a la causa de la deformación lateral observada incluyen una diferencia en la absorción de temperatura en la junta debido a un efecto aislante, o posiblemente, las fuerzas latentes existieron por el uso anterior de la válvula de bola, que finalmente se expresaron cuando la tubería se volvió lo suficientemente blanda para permitir la liberación de fuerzas potenciales (un efecto desenrollador o relajante). Especulaciones como estas podrían verificarse o descartarse mediante pruebas posteriores.
Obviamente, el agua hirviendo puede causar desviación en una tubería de 1 1/4 "(demensión nominal), que fue el estándar de la industria para desagües de sumideros durante muchos años. También es justo suponer que la temperatura dentro de la tubería se absorbe tan rápidamente que el calentamiento es casi seguro que será desigual, resultando en áreas que se sobrecalientan rápidamente y son más susceptibles a fallas. Suponiendo que una tubería se obstruyó o drenó lentamente, o tal vez la existencia de un efecto acumulativo de exposiciones múltiples al agua hirviendo, es razonable concluir que verter agua hirviendo por un desagüe podría causar fallas, especialmente en el caso de las tuberías enterradas, ya que la presión del peso del suelo estaría presente.
En resumen, se ha observado aquí que la tubería de PVC del programa 40 que ha estado expuesta durante menos de un minuto a temperaturas que exceden la clasificación de temperatura máxima se deformará. Esto se evidencia por la deformación de 3/4 de pulgada que se encuentra en el área (el brazo largo) donde se vertió el agua hirviendo en la tubería; en esta área, el agua hirviendo solo pasó y no permaneció durante la duración de la prueba. El agua hirviendo solo estuvo presente en el brazo largo de la tubería durante el tiempo necesario para transferir el agua, que fue de aproximadamente 15 a 20 segundos.Además, cuando las tuberías están expuestas a temperaturas superiores a la clasificación máxima durante un período prolongado de tiempo, continuarán deformarse hasta que la temperatura se disipe por debajo de la clasificación máxima. Parece evidente a partir de la ilustración gráfica anterior, que la tasa o cantidad de deformación casi es paralela a la temperatura instantánea o tasa de disipación de temperatura.
Discusión: Es importante tener en cuenta que la cantidad de agua utilizada para este experimento fue de solo 1.3 litros (0.34 galones). A menudo, se usan grandes volúmenes de agua para cocinar, lo que necesariamente requerirá más tiempo para drenar y probablemente transferirá una cantidad proporcionalmente mayor de calor / energía a una tubería. Además, el tiempo necesario para que el calor se disipe puede ser de varios minutos, o posiblemente más de una hora cuando se vierten volúmenes más grandes (como un galón) de agua hirviendo en un drenaje y / o donde las tuberías de drenaje están aisladas. La opinión del autor en este momento, es que verter un galón entero de agua hirviendo por el desagüe de la cocina lógicamente tendría un mayor potencial de dañar la tubería de drenaje de PVC que 0.34 galones, lo que en este experimento causó deformaciones, torsiones significativas y medibles. y flacidez. También es necesario tener en cuenta que para que se produzca un drenaje adecuado, las tuberías de drenaje deben tener una pendiente suave de aproximadamente 1 pulgada por 10 pies. Dado que se encontró que la deformación en esta tubería es mayor de 1/2 pulgada por pie, debería ser obvio que el efecto acumulativo de la deformación y la flacidez es tal que el agua hirviendo probablemente causará un drenaje inadecuado, lo que lógicamente aceleraría la falla final del PVC drene las tuberías, porque el tiempo de exposición en tuberías inadecuadas / de drenaje lento será necesariamente mayor.
Hubo algunas fallas obvias con este experimento. Quizás la diferencia más significativa con respecto a una prueba del mundo real es el hecho de que las correas se usan para asegurar las tuberías de drenaje en la construcción residencial, mientras que no se usaron correas en este experimento, lo que permitió que la tubería se retuerza libremente. Ciertamente, un soporte adecuado sería beneficioso para prevenir la falla del drenaje. En este momento, el autor no sabe si los métodos de construcción actuales, los materiales y / o los códigos de construcción son suficientes para evitar fallas en los casos en que se haya excedido la clasificación de temperatura para PVC. Además, debido a que este experimento no probó un efecto acumulativo (exposición repetida de agua hirviendo a la misma tubería), no se determinó si realmente existe un efecto acumulativo, y más particularmente, si la tubería se sensibiliza o desensibiliza por exposición repetida. Sin embargo, aquí se han presentado pruebas contundentes de que existe la sabiduría del mundo real para evitar daños potencialmente causados por el sobrecalentamiento de una tubería de drenaje.
