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Capacidade de carga e a perda de atrito: o Factor C Hazen-Williams
Uma grande vantagem que da tubulação da FlowGuard® sobre os tubos metálicos é que tem uma superfície interna lisa, que é resistente à incrustação e a sujeira. Isso significa que as perdas de pressão de atrito no fluxo do fluido são minimizados desde o início e não aumentam significativamente conforme o sistema envelhece, como pode ser o caso com os tubos metálicos sujeitos a incrustação.
A fórmula Hazen-Williams é o método geralmente aceito de calcular as perdas de atrito na carga nos sistemas de tubulação.
Perda de carga na tubulação
O fator C é um parâmetro fundamental para calcular a perda de carga em sistemas de tubulação, inclusive em tubulações de CPVC FlowGuard®. Ele representa a eficiência hidráulica da tubulação, levando em consideração fatores como o diâmetro interno, a rugosidade da superfície interna e o tipo de fluxo. Para o CPVC FlowGuard®, o valor do fator C é especificado como C=150.
Ao utilizar este valor específico, é possível estimar com precisão a perda de carga ao longo do sistema. Essa informação é essencial para dimensionar adequadamente o sistema e garantir uma operação eficiente e econômica.
Condutibilidade térmica
A condutibilidade térmica se define como “a transferência de calor de uma parte de um corpo a outra parte do mesmo corpo, ou de um corpo para o outro quando em contato físico, sem deslocamento de partículas entre estes”
Em geral, os materiais plásticos apresentam coeficiente de condutividade térmica baixo quando comparados com os materiais metálicos. Devido a isso, geralmente não é necessário isolar as linhas de distribuição de água quente e fria do CPVC FlowGuard® dentro de edifícios condicionados. Um tubo de CPVC que conduz água a 82°C, possui uma temperatura superficial externa de aproximadamente 65ºC em um edifício condicionado. Já um tubo de cobre que conduz água a 82°C, possui uma temperatura superficial externa de aproximadamente 82°C em um edifício condicionado. Sob a maioria das condições que fazem com que os tubos de cobre condensem e gotejem, os tubos de CPVC FlowGuard® permanecem livres de condensação
Expansão e tensão térmica
É importante considerar a expansão térmica ao projetar qualquer sistema de tubulação, incluindo um produzido com CPVC FlowGuard®.
A maioria dos termoplásticos tem um coeficiente de expansão térmica significativamente maior que o dos metais. A expansão térmica linear de um sistema de tubulação sujeito a uma mudança de temperatura pode, portanto, ser significativa e pode precisar de compensação no desenho do sistema.
Como contabilizar a expansão e contração
Como regra geral, se a mudança de temperatura total for superior a 30°F (17°C), a compensação da expansão térmica deve ser incluída no projeto do sistema.
O método recomendado para acomodar a expansão térmica é incluir curvas de expansão, liras, joelhos ou mudanças de direção quando necessário no desenho do sistema.
Impacto da tensão térmica no CPVC X Aço
Como o coeficiente de expansão térmica do aço é cinco vezes menor que o do CPVC, a mudança dimensional devido à expansão térmica será, também, cinco vezes menor.
No entanto, as tensões induzidas no sistema de tubulação devido à expansão térmica restrita dependem do módulo do material, bem como do seu coeficiente de expansão térmica.
Como o módulo de aço é aproximadamente 80 vezes maior do que o CPVC, as tensões resultantes da expansão restrita sobre uma determinada mudança de temperatura serão aproximadamente 16 vezes maiores para o aço do que para o CPVC.
Por exemplo, a expansão restrita sobre uma mudança de temperatura de 50°F (10°C) produzirá aproximadamente 600 psi (42 Kgf/cm2) de tensão em um sistema CPVC, mas produz 9.800 psi (689 Kgf/cm2) de tensão em um sistema de aço. A natureza relativamente mais flexível do CPVC geralmente permite que ele absorva suas tensões mais baixas em um curvatura ou lira, se necessário. Por conta da tubulação de aço ser muito rígida para se curvar, suas tensões mais elevadas são muitas vezes transferidas para as estruturas ao redor, resultando em suportes danificados, âncoras ou até paredes adjacentes.
Desempenho sob pressão
O desempenho a longo prazo dos tubos FlowGuard® sob pressão é testado de acordo com o teste ASTM D1598, que mede o tempo de falha de tubos de plástico sob pressão interna constante.
Os dados das provas, foram obtidos a partir de testes excedentes a 16.000 horas. Os dados são avaliados de acordo com ASTM D2837 - o Método Padrão para Obtenção da Base do projeto Hidrostático para Materiais de Tubo Termoplástico.
- A resistência hidrostática a longo prazo (LTHS) é o valor extrapolado da tensão do aro em relação aos dados de tempo de falha em 100.000 horas;
- A Base do Projeto Hidrostático (HDB) é determinada categorizando o valor LTHS conforme definido n ASTM D2837;
- A Tensão do projeto Hidrostático (HDS) é tomado como 50% do HDB para aplicações de água, conforme definido pelo Plastic Pipe Institute Hydrostatic Design Board (Conselho do Instituto para Tubos de Desenhos Hidrostáticos).
A capacidade nominal de pressão em uma determinada temperatura, pode ser definida multiplicando a capacidade nominal de pressão do sistema à 23°C pelo fator de correção especificado para a temperatura desejada
Para saber mais sobre as características de desemprenho do FlowGuard®, consulte o manual do fabricante local
