Ngày 13 tháng 4 năm 2016
Mục đích: Có một số bất đồng về việc nước sôi có thể đổ xuống bồn rửa nhà bếp mà không làm hỏng đường ống thoát nước. Có thể giả định rằng nếu đường ống thoát nước nhanh, lượng thời gian cần thiết để gây ra thiệt hại sẽ lớn hơn thời gian thực tế mà nước sôi sẽ có mặt trong bất kỳ phần cụ thể nào của đường ống. Giả sử rằng lý thuyết này là đúng, có một phản bác, rằng bồn rửa trong nhà bếp có thể bị tắc hoặc bị tắc một phần, hoặc hiệu ứng tích lũy của việc đổ nước sôi xuống cống một cách thường xuyên có thể (cuối cùng) làm cho đường ống bị hỏng, hoặc sụp đổ tại các khu vực nơi đường ống được chôn cất. Trên thực tế, đường ống bị sập không phải là hiếm trong ngành ống nước; tuy nhiên, tác giả chưa biết tại thời điểm viết bài này, cho dù bất kỳ công trình được công bố nào tồn tại mà trích dẫn nhiệt độ là nguyên nhân của đường ống bị sập hoặc vượt quá định mức nhiệt độ tối đa (140 ° F) cho ống PVC có bất kỳ hậu quả đáng kể nào trong thế giới thực. Thí nghiệm này được thiết kế và tiến hành để đo mức độ và tốc độ cong vênh của PVC khi (ống thoát nước) chứa đầy nước sôi và để đo thời gian cần thiết để nước nguội, trong phạm vi nhiệt độ chấp nhận được của ống PVC.
đo từ đáy bên ngoài của khuỷu tay tương ứng; cánh tay ngắn cao 7 inch, được đo từ đáy bên ngoài của khuỷu tay tương ứng. Các ống đã được cân và được tìm thấy là 1558,5 gram. Bởi vì đường ống có thêm 9 3/4 "chiều dài ở một cánh tay và cánh tay kia có một nửa liên kết phù hợp, điều này đã thêm một lượng trọng lượng vào đường ống tổng thể, điều này có thể làm cho tổng trọng lượng đo được không liên quan cho mục đích tính toán chính xác truyền nhiệt. đo từ đáy bên ngoài của khuỷu tay tương ứng; cánh tay ngắn cao 7 inch, được đo từ đáy bên ngoài của khuỷu tay tương ứng. Các ống đã được cân và được tìm thấy là 1558,5 gram. Bởi vì đường ống có thêm 9 3/4 "chiều dài ở một cánh tay và cánh tay kia có một nửa liên kết phù hợp, điều này đã thêm một lượng trọng lượng vào đường ống tổng thể, điều này có thể làm cho tổng trọng lượng đo được không liên quan cho mục đích tính toán chính xác truyền nhiệt.
Các đường ống đã được treo ở mỗi đầu bằng cách đặt các đầu trên hai ghế có chiều cao bằng nhau, sao cho đường ống được cân bằng. Dây đai không được sử dụng để bảo đảm đường ống. Độ cao của đường ống là 25 "từ sàn đến trung tâm của đường ống. Không có lực bên ngoài nào được áp dụng, các lực duy nhất được biết là có kết quả từ trọng lượng của nước và đường ống, và các chủng được tạo ra từ nước ở nhiệt độ ở trên, tại và xung quanh mức tối đa cho PVC (140 ° F). Thể tích nước được sử dụng được xác định trước bằng cách sử dụng nước máy ấm để đổ đầy đường ống, và được tìm thấy là xấp xỉ 1300 ml. Thể tích bên trong đường ống là như vậy mực nước chính xác là 1 "tính từ đỉnh của nhánh ngắn của ống (hoặc cao 6 inch tính từ đáy ngoài của khuỷu tay (s)). Thật thú vị khi lưu ý ở đây,
Một dấu được tạo ra với điểm đánh dấu không thể xóa được ở trung tâm của đường ống và một camera được sử dụng để ghi lại định kỳ và ghi lại số lượng độ võng xảy ra trong tổng thời gian 30 phút. Một nhiệt kế thủy ngân được đưa vào cánh tay ngắn của đường ống để theo dõi sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian. Thí nghiệm được kết luận sau khi nhiệt độ đo được giảm xuống dưới mức tối đa cho đường ống. Đây là thử nghiệm một lần, không được nhân rộng cho độ chính xác thống kê. Các dữ liệu thu thập được báo cáo dưới đây.
Lúc 3:36 chiều, một bình chứa 1,4L nước sôi đã được sử dụng để chuyển khoảng 1,3L vào đường ống. Nước sôi được đổ vào phần dài hơn của hai cánh tay. Một nhiệt kế được đưa vào bên kia, cánh tay ngắn, ở phía xa của đường ống.
Vào lúc 0 phút, vạch cao hơn 25 "so với mặt nước Nhiệt độ nước = 212 ° F; nhiệt độ phòng và (theo mặc định), nhiệt độ của đường ống là 70 ° F. Vì chất lỏng được truyền xoắn và vênh .
Ở ~ 1 phút sau -0.15625 "Temp = 182 ° F
Vào lúc 5 phút sau -0,25 "Nhiệt độ = 176 ° F
Vào lúc 10 phút sau -0.3125 "Temp = 166 ° F
Vào 15 phút sau -0.375 "Temp = 157 ° F
Vào lúc 18 phút sau -0.40625 "Temp = 153 ° F
Ở 20 phút sau -0.375 "Temp = 150 ° F
Ở 25 phút sau -0.46875 "Temp = 143 ° F
Vào 29 phút sau -0.46875 "Temp = 140 ° F
Ở 30 phút sau -0,50 "Nhiệt độ = 138 ° F
Kết quả: Sau 29 phút, nhiệt độ đã giảm xuống dưới 140 ° F (mức tối đa cho PVC). Sau 30 phút, thí nghiệm được kết thúc bằng cách đổ nước vào một thùng chứa khác, trong đó nó được cân và được tìm thấy là 1290,1g. Các phép đo cẩn thận đã được thực hiện để xác định rằng đường ống đã xoắn khoảng 30 ° theo chiều kim đồng hồ, từ đầu đến cuối (hoặc khoảng 7,5 ° mỗi chân tuyến tính). Đường ống bắt đầu xoắn và cong vênh khi nước sôi đang được đổ vào đường ống. Một phép đo nhiệt độ của nước ở phía xa, vào khoảng một phút, cho thấy đường ống đã hấp thụ 30 ° F đáng kinh ngạc từ (khoảng) 1,3L nước. Tổng độ võng được tìm thấy là 1/2 "inch sau 30 phút.
Lượng lệch lớn nhất được tìm thấy bất ngờ ở khoảng 7 inch (về phía trung tâm của đường ống) từ trung tâm của van bi. Độ lệch tối đa được đo là 7/8 inch (độ lệch bên) hoặc tổng độ cong khoảng 2,5 inch được đo ở hai đầu ống. Điều đáng chú ý là cánh tay dài của ống (trong đó nước sôi được đổ vào, nhưng không phải là nơi có nước sôi trong hơn vài giây, có độ lệch khoảng 3/16 inch; tổng độ cong là 3/4 inch được đo ở cuối cánh tay. Độ sâu của nước được đo là 6 inch tính từ đáy bên ngoài của khuỷu tay. Liên quan đến cánh tay dài, phần cong lớn nhất được tìm thấy ở trên đường nước, gần nơi nước sôi đầu tiên xâm nhập và tiếp xúc với PVC. Các phép đo độ võng được thực hiện định kỳ, như một phần của thí nghiệm, chỉ đơn giản là các phép đo dọc của nhãn hiệu được thực hiện ở trung tâm của chiều dài ống. Trước khi tiến hành thí nghiệm này, người ta hy vọng rằng sự thay đổi lớn nhất sẽ được tìm thấy ở trung tâm của đường ống do bị võng; nhưng độ lệch bên không mong muốn lớn hơn 75% so với độ võng dọc; và độ lệch tối đa thực tế trên mỗi chân tuyến tính đã được tìm thấy ở lối vào, nơi nước sôi được đổ vào đường ống. Một đại diện đồ họa của độ võng / thay đổi đo được (ở trung tâm của đường ống) được cung cấp dưới đây. người ta hy vọng rằng sự thay đổi lớn nhất sẽ được tìm thấy ở trung tâm của đường ống do bị võng; nhưng độ lệch bên không mong muốn lớn hơn 75% so với độ võng dọc; và độ lệch tối đa thực tế trên mỗi chân tuyến tính đã được tìm thấy ở lối vào, nơi nước sôi được đổ vào đường ống. Một đại diện đồ họa của độ võng / thay đổi đo được (ở trung tâm của đường ống) được cung cấp dưới đây. người ta hy vọng rằng sự thay đổi lớn nhất sẽ được tìm thấy ở trung tâm của đường ống do bị võng; nhưng độ lệch bên không mong muốn lớn hơn 75% so với độ võng dọc; và độ lệch tối đa thực tế trên mỗi chân tuyến tính đã được tìm thấy ở lối vào, nơi nước sôi được đổ vào đường ống. Một đại diện đồ họa của độ võng / thay đổi đo được (ở trung tâm của đường ống) được cung cấp dưới đây.
Kết luận: Rõ ràng độ lệch bên là do một biến dạng ở khớp của van bi; các giá trị đo được của độ võng có thể bị ảnh hưởng bởi sự dịch chuyển xoắn và ngang của đường ống. Theo suy đoán, nguyên nhân có thể xảy ra nhất của sự lệch bên là do sự khác biệt về chiều dài của đường ống được che giấu bởi khớp nối; nói cách khác, đường ống có thể bị cắt ở một góc. Được biết, khi các vật liệu khác nhau hoặc độ dài khác nhau của vật liệu được liên kết với nhau, vật thể sẽ có các chủng stearic đáng kể khi được nung nóng, vì hai vật liệu sẽ không giãn nở đều. Xét ví dụ sau: chiều dài A là 4ft, chiều dài B là 4,1ft.; khi được gia nhiệt, mỗi vật liệu mở rộng 2% chiều dài. Vậy, chiều dài A sẽ là 4.080ft và chiều dài B sẽ là 4.182. Sự khác biệt về độ dài (được làm nóng) là 0,002ft,
Những suy đoán khác liên quan đến nguyên nhân cong vênh bên quan sát bao gồm sự chênh lệch độ hấp thụ nhiệt độ tại khớp do tác dụng cách điện, hoặc có thể, các lực tiềm ẩn tồn tại từ việc sử dụng van bi trước đó, cuối cùng được biểu thị khi ống trở nên đủ mềm để cho phép các lực lượng tiềm năng được giải phóng (một hiệu ứng thư giãn hoặc thư giãn). Những suy đoán như thế này có thể được xác minh hoặc loại trừ bằng thử nghiệm xa hơn.
Rõ ràng, nước sôi có thể gây ra sự lệch trong ống 1 1/4 "(giảm danh nghĩa), là tiêu chuẩn công nghiệp cho cống thoát nước trong nhiều năm. Cũng công bằng khi cho rằng nhiệt độ trong ống được hấp thụ quá nhanh khi đun nóng Gần như chắc chắn sẽ không đồng đều, dẫn đến các khu vực bị nóng quá nhanh và dễ bị hỏng hơn. Giả sử rằng một đường ống bị tắc hoặc thoát nước chậm, hoặc có lẽ là sự tồn tại của hiệu ứng tích lũy của nhiều phơi nhiễm với nước sôi, thật hợp lý để kết luận việc đổ nước sôi xuống cống có thể gây ra thất bại. Điều này đặc biệt đúng với các đường ống bị chôn vùi, vì áp lực từ trọng lượng của đất sẽ xuất hiện.
Tóm lại, người ta đã quan sát ở đây rằng lịch trình 40 ống PVC đã tiếp xúc dưới một phút với nhiệt độ vượt quá định mức nhiệt độ tối đa sẽ biến dạng. Điều này được chứng minh bằng sợi dọc 3/4 inch được tìm thấy tại khu vực (cánh tay dài) nơi nước sôi được đổ vào đường ống; trong khu vực này, nước sôi chỉ đi qua, và không duy trì trong suốt thời gian thử nghiệm. Nước sôi chỉ xuất hiện trong nhánh dài của ống trong khoảng thời gian cần thiết để truyền nước, khoảng 15 đến 20 giây.Ngoài ra, khi các đường ống tiếp xúc với nhiệt độ trên mức tối đa trong một khoảng thời gian dài, chúng sẽ tiếp tục biến dạng cho đến khi nhiệt độ tiêu tan xuống dưới mức tối đa. Dường như rõ ràng từ hình minh họa đồ họa ở trên, tỷ lệ hoặc lượng cong vênh gần như tương đương với nhiệt độ tức thời hoặc tốc độ tản nhiệt.
Thảo luận: Điều quan trọng là phải xem xét rằng lượng nước được sử dụng cho thí nghiệm này chỉ khoảng 1,3 lít (0,34 gallon). Thông thường, khối lượng nước lớn hơn được sử dụng để nấu ăn, điều này nhất thiết sẽ cần nhiều thời gian hơn để thoát nước và có khả năng sẽ truyền một lượng nhiệt / năng lượng lớn hơn tương ứng vào đường ống. Ngoài ra, khoảng thời gian cần thiết để nhiệt tỏa ra có thể là vài phút, hoặc có thể hơn một giờ khi khối lượng lớn hơn (như một gallon) nước sôi được đổ vào cống, và / hoặc nơi ống thoát nước được cách nhiệt. Ý kiến của Tác giả tại thời điểm này, là việc đổ cả gallon nước sôi xuống cống nhà bếp sẽ có khả năng gây tổn hại lớn hơn cho ống thoát nước PVC hơn 0,34 gallon mà trong thí nghiệm này, đã gây ra sự cong vênh, xoắn đáng kể, và chảy xệ. Cũng cần lưu ý rằng để thoát nước thích hợp xảy ra, ống thoát nước nên có độ dốc nhẹ khoảng 1 inch trên 10ft. Do cong vênh trong đường ống này được phát hiện lớn hơn 1/2 inch mỗi foot, nên rõ ràng hiệu ứng tích lũy của cong vênh và chảy xệ là do nước sôi có thể gây ra thoát nước không đúng cách, điều này sẽ đẩy nhanh sự thất bại cuối cùng của PVC ống thoát nước, bởi vì thời gian tiếp xúc trong ống thoát nước không đúng cách / chậm sẽ nhất thiết phải lớn hơn.
Có một số lỗi rõ ràng với thí nghiệm này. Có lẽ sự khác biệt đáng kể nhất đối với thử nghiệm trong thế giới thực, là thực tế là dây đai được sử dụng để bảo đảm ống thoát nước trong xây dựng nhà ở, trong khi đó, không có dây đai nào được sử dụng trong thí nghiệm này, cho phép ống xoắn tự do. Chắc chắn, hỗ trợ thích hợp sẽ có lợi cho việc ngăn ngừa sự cố cống. Liệu các phương pháp xây dựng hiện tại, vật liệu và / hoặc mã builing có đủ để ngăn ngừa sự cố trong trường hợp vượt quá định mức nhiệt độ cho PVC không. Ngoài ra, vì thí nghiệm này không kiểm tra hiệu ứng tích lũy (tiếp xúc nhiều lần với nước sôi với cùng một đường ống), nên không xác định được liệu có tồn tại hiệu ứng tích lũy hay không, và đặc biệt hơn, cho dù đường ống trở nên nhạy cảm hoặc giải mẫn cảm khi tiếp xúc nhiều lần. Tuy nhiên, bằng chứng mạnh mẽ đã được trình bày ở đây rằng có sự khôn ngoan trong thế giới thực trong việc tránh thiệt hại có thể gây ra do quá nóng ống thoát nước.