13 avril 2016
Objectif: Il existe un certain désaccord quant à savoir si l'eau bouillante peut être versée dans un évier de cuisine résidentiel sans endommager le tuyau de vidange. On pourrait supposer que si le tuyau se vidange rapidement, le temps nécessaire pour causer des dommages serait supérieur au temps réel pendant lequel l'eau bouillante serait présente dans une section particulière du tuyau. En supposant que cette théorie est correcte, il y a une réfutation, que les éviers de cuisine peuvent devenir obstrués ou partiellement obstrués, ou qu'un effet cumulatif de déverser régulièrement de l'eau bouillante dans un drain peut (éventuellement) entraîner la défaillance ou l'effondrement du tuyau dans les zones où le tuyau est enterré. En fait, les tuyaux effondrés ne sont pas rares dans l'industrie de la plomberie; cependant, il est inconnu de l'auteur au moment d'écrire ces lignes, s'il existe des travaux publiés qui citent la température comme cause de l'effondrement du tuyau ou si le dépassement de la température maximale (140 ° F) pour les tuyaux en PVC a des conséquences importantes et réelles. Cette expérience a été conçue et réalisée pour mesurer l'étendue et le taux de déformation du PVC lorsqu'un tuyau de vidange est rempli d'eau bouillante et pour mesurer la durée nécessaire au refroidissement de l'eau, dans la plage de température acceptable du tuyau en PVC.
mesurée à partir du bas extérieur de son coude respectif; le bras court était de 7 pouces de hauteur, mesuré à partir du bas extérieur de son coude respectif. Le tuyau a été pesé et pesait 1558,5 grammes. Étant donné que le tuyau avait une longueur supplémentaire de 9 3/4 "dans un bras et que l'autre bras avait la moitié d'un raccord union, cela a ajouté une quantité de poids au tuyau global, ce qui rend peut-être le poids total mesuré non pertinent dans le but de calculer avec précision transferts de chaleur. mesurée à partir du bas extérieur de son coude respectif; le bras court était de 7 pouces de hauteur, mesuré à partir du bas extérieur de son coude respectif. Le tuyau a été pesé et pesait 1558,5 grammes. Étant donné que le tuyau avait une longueur supplémentaire de 9 3/4 "dans un bras et que l'autre bras avait la moitié d'un raccord union, cela a ajouté une quantité de poids au tuyau global, ce qui rend peut-être le poids total mesuré non pertinent dans le but de calculer avec précision transferts de chaleur.
Le tuyau était suspendu à chaque extrémité en posant les extrémités sur deux chaises d'égale hauteur, de sorte que le tuyau était de niveau. Aucune sangle n'a été utilisée pour fixer le tuyau. L'élévation du tuyau était de 25 "du sol au centre du tuyau. Aucune force externe n'a été appliquée; les seules forces connues pour être présentes résultaient du poids de l'eau et du tuyau et des déformations produites par l'eau à des températures au-dessus, à et autour de la cote maximale pour le PVC (140 ° F). Le volume d'eau utilisé a été prédéterminé en utilisant de l'eau du robinet tiède pour remplir le tuyau, et s'est avéré être d'environ 1300 ml. Le volume à l'intérieur du tuyau était tel que le niveau d'eau était exactement à 1 "du haut du bras court du tuyau (ou à 6 pouces de hauteur du bas extérieur des coudes). Il est intéressant de noter ici,
Une marque a été faite avec un marqueur indélébile au centre du tuyau et une caméra a été utilisée pour enregistrer et documenter périodiquement la quantité d'affaissement qui s'est produite sur une période totale de 30 minutes. Un thermomètre à mercure a été inséré dans le bras court du tuyau pour surveiller le changement de température au fil du temps. L'expérience a été conclue après que la température mesurée est tombée en dessous de la valeur maximale pour le tuyau. Il s'agissait d'un test unique, qui n'a pas été reproduit pour la précision statistique. Les données collectées sont rapportées ci-dessous.
À 15 h 36, un ballon contenant 1,4 L d'eau du robinet bouillante a été utilisé pour transférer environ 1,3 L dans le tuyau. De l'eau bouillante a été versée dans le plus long des deux bras. Un thermomètre a été inséré dans l'autre bras court, à l'extrémité du tuyau.
À 0 minute, la marque était à 25 "au-dessus du sol. Température de l'eau = 212 ° F; température ambiante et (par défaut) la température du tuyau était de 70 ° F. .
À ~ 1 minute après -0.15625 "Temp = 182 ° F
À 5 minutes après -0,25 "Temp = 176 ° F
À 10 minutes après -0,3125 "Temp = 166 ° F
À 15 minutes après -0,375 "Temp = 157 ° F
À 18 minutes après -0,40625 "Temp = 153 ° F
À 20 minutes après -0,375 "Temp = 150 ° F
À 25 minutes après -0,46875 "Temp = 143 ° F
À 29 minutes après -0,46875 "Temp = 140 ° F
À 30 minutes après -0,50 "Temp = 138 ° F
Résultats: Après 29 minutes, la température était tombée en dessous de 140 ° F (la cote maximale pour le PVC). Au bout de 30 minutes, l'expérience a été conclue en vidant l'eau dans un autre récipient, dans lequel elle a été pesée et trouvée à 1290,1 g. Des mesures minutieuses ont été prises pour déterminer que le tuyau s'était tordu d'environ 30 ° dans le sens horaire, de bout en bout (ou environ 7,5 ° par pied linéaire). Le tuyau a commencé à se tordre et à se déformer alors que l'eau bouillante était versée dans le tuyau. Une mesure de la température de l'eau à l'extrémité distante, à environ une minute, montre que le tuyau avait déjà absorbé une incroyable 30 ° F de (environ) 1,3 L d'eau. L'affaissement total s'est révélé être de 1/2 "pouces après 30 minutes.
La plus grande déflexion a été trouvée de façon inattendue à environ 7 pouces (vers le centre du tuyau) du centre du robinet à tournant sphérique. La flèche maximale a été mesurée à 7/8 pouces (flèche latérale) ou une courbure totale d'environ 2,5 pouces mesurée à chaque extrémité du tuyau. Il est également à noter que le long bras du tuyau (dans lequel l'eau bouillante a été versée, mais pas là où l'eau bouillante était présente pendant plus de quelques secondes, avait une déviation d'environ 3/16 de pouce; la courbure totale était 3/4 de pouce mesuré à l'extrémité du bras. La profondeur de l'eau a été mesurée à 6 pouces du bas extérieur des coudes. En ce qui concerne le bras long, le plus grand gauchissement a été trouvé ci-dessus la conduite d'eau, plus près de l'endroit où l'eau bouillante est entrée et a pris contact avec le PVC. Les mesures d'affaissement qui ont été prises périodiquement, dans le cadre de l'expérience, étaient simplement des mesures verticales de la marque faites au centre de la longueur du tuyau. Avant de mener cette expérience, on s'attendait à ce que le plus grand changement se trouve au centre du tuyau en raison de l'affaissement; mais la déflexion latérale inattendue était 75% supérieure à l'affaissement vertical; et la déviation maximale réelle par pied linéaire a été trouvée à l'entrée, où l'eau bouillante a été versée dans le tuyau. Une représentation graphique de l'affaissement / des changements mesurés (au centre du tuyau) est fournie ci-dessous. on s'attendait à ce que le plus grand changement se trouve au centre du tuyau en raison de l'affaissement; mais la déflexion latérale inattendue était 75% supérieure à l'affaissement vertical; et la déviation maximale réelle par pied linéaire a été trouvée à l'entrée, où l'eau bouillante a été versée dans le tuyau. Une représentation graphique de l'affaissement / des changements mesurés (au centre du tuyau) est fournie ci-dessous. on s'attendait à ce que le plus grand changement se trouve au centre du tuyau en raison de l'affaissement; mais la déflexion latérale inattendue était 75% supérieure à l'affaissement vertical; et la déviation maximale réelle par pied linéaire a été trouvée à l'entrée, où l'eau bouillante a été versée dans le tuyau. Une représentation graphique de l'affaissement / des changements mesurés (au centre du tuyau) est fournie ci-dessous.
Conclusion: il est évident que la déviation latérale était due à une contrainte au niveau de l'articulation du robinet à boisseau sphérique; les valeurs mesurées de l'affaissement étaient probablement affectées par la torsion et le déplacement latéral du tuyau. Spéculativement, la cause la plus probable de la déflexion latérale était due à une différence de longueur du tuyau qui était cachée par le raccord; en d'autres termes, le tuyau a probablement été coupé en biais. Il est connu que lorsque différents matériaux ou différentes longueurs de matériau ont été liés ensemble, l'objet aura des déformations stéariques importantes lorsqu'il sera chauffé, car les deux matériaux ne se dilateront pas uniformément. Prenons l'exemple suivant: la longueur A est de 4 pieds, la longueur B est de 4,1 pieds; lorsqu'il est chauffé, chaque matériau se dilate de 2% en longueur. Ainsi, la longueur A sera de 4,080 pieds et la longueur B sera de 4,182. La différence dans les longueurs (chauffées) est de 0,002 pied,
D'autres spéculations concernant la cause de la déformation latérale observée comprennent une différence d'absorption de température au niveau du joint en raison d'un effet isolant, ou peut-être, des forces latentes existaient lors de l'utilisation précédente du robinet à tournant sphérique, qui ont finalement été exprimées lorsque le tuyau est devenu suffisamment mou pour permettre aux forces potentielles d'être libérées (un effet de déroulement ou de détente). Des spéculations comme celles-ci pourraient être vérifiées ou exclues par d'autres tests.
De toute évidence, l'eau bouillante peut provoquer une déviation dans un tuyau de 1 1/4 "(démension nominale), qui était la norme de l'industrie pour les drains d'évier pendant de nombreuses années. Il est également juste de supposer que la température à l'intérieur du tuyau est absorbée si rapidement que le chauffage sera presque certainement inégale, ce qui entraînera des zones qui sont rapidement surchauffées et plus susceptibles de tomber en panne. En supposant qu'un tuyau était obstrué ou se vidangeait lentement, ou peut-être l'existence d'un effet cumulatif d'expositions multiples à l'eau bouillante, il est raisonnable de conclure le fait de verser de l'eau bouillante dans un drain pourrait provoquer une défaillance, ce qui serait particulièrement vrai des tuyaux enfouis, car la pression du poids du sol serait présente.
En résumé, il a été observé ici que le tuyau en PVC de l'annexe 40 qui a été exposé pendant moins d'une minute à des températures dépassant la température maximale se déformera. Cela est démontré par le gauchissement de 3/4 de pouce trouvé dans la zone (le bras long) où l'eau bouillante a été versée dans le tuyau; dans cette zone, l'eau bouillante n'a traversé que le temps de l'essai et n'y est pas restée. L'eau bouillante n'était présente dans le bras long du tuyau que le temps nécessaire au transfert de l'eau, soit environ 15 à 20 secondes.De plus, lorsque les tuyaux sont exposés à des températures supérieures à la valeur nominale maximale pendant une période prolongée, ils continueront de se déformer jusqu'à ce que la température se dissipe en dessous de la valeur nominale maximale. Il semble évident d'après l'illustration graphique ci-dessus, que le taux ou la quantité de déformation est presque parallèle à la température instantanée ou au taux de dissipation de température.
Discussion: Il est important de considérer que la quantité d'eau utilisée pour cette expérience n'était que d'environ 1,3 litre (0,34 gallon). Souvent, de plus grands volumes d'eau sont utilisés pour la cuisson, ce qui nécessitera nécessairement plus de temps pour s'écouler et transférera probablement une quantité proportionnellement plus élevée de chaleur / énergie à un tuyau. De plus, le temps nécessaire à la dissipation de la chaleur peut être de plusieurs minutes, voire de plus d'une heure lorsque de plus grands volumes (comme un gallon) d'eau bouillante sont versés dans un drain et / ou lorsque les tuyaux de drainage sont isolés. L'opinion de l'auteur à ce moment-là, est que verser un gallon entier d'eau bouillante dans un drain de cuisine aurait logiquement un plus grand risque d'endommager le tuyau de vidange en PVC que 0,34 gallon qui, dans cette expérience, a causé une déformation mesurable et significative, une torsion, et affaissement. Il est également nécessaire de garder à l'esprit que pour un drainage correct, les tuyaux de drainage doivent avoir une pente douce d'environ 1 pouce par 10 pieds. Étant donné que le gauchissement dans ce tuyau était supérieur à 1/2 pouce par pied, il devrait être évident que l'effet cumulatif de la déformation et de l'affaissement est tel que l'eau bouillante entraînera probablement un drainage incorrect, ce qui accélérerait logiquement la défaillance finale du PVC. les tuyaux de vidange, car le temps d'exposition dans les tuyaux de vidange incorrects / lentement sera nécessairement plus long.
Il y avait des défauts évidents dans cette expérience. La différence peut-être la plus importante par rapport à un test dans le monde réel est le fait que des sangles sont utilisées pour fixer les tuyaux de drainage dans la construction résidentielle, alors qu'aucune sangle n'a été utilisée dans cette expérience, ce qui a permis au tuyau de se vriller librement. Certes, un soutien approprié serait bénéfique pour prévenir la défaillance du drain. L'auteur ne sait pas encore si les méthodes de construction, les matériaux et / ou les codes de construction actuels sont suffisants pour éviter les défaillances dans les cas où la température nominale du PVC a été dépassée. De plus, comme cette expérience n'a pas testé d'effet cumulatif (exposition répétée d'eau bouillante au même tuyau), il n'a pas été vérifié si un effet cumulatif existe réellement, et plus particulièrement, si le tuyau devient sensibilisé ou désensibilisé par une exposition répétée. Cependant, des preuves solides ont été présentées ici qu'il existe une sagesse réelle pour éviter les dommages potentiellement causés par la surchauffe d'un tuyau de vidange.
