Redução de temperatura em tubos de PPR embutidos em alvenaria

Armando Traini Ferreira; Takashi Uehara

doi:10.18830/1679-09442024v17e53523

Autores

Armando Traini Ferreira Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo; Campus São Paulo; Departamento de Construção Civil https://orcid.org/0000-0002-9502-0949
Takashi Uehara Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo; Campus São Paulo; Departamento de Construção Civil https://orcid.org/0000-0002-7303-2092

DOI:

https://doi.org/10.18830/1679-09442024v17e53523

Palavras-chave:

Sistema predial de água quente, Redução de temperatura, Perda térmica, Tubulação de PPR, Alvenaria, CFD

Resumo

No transporte de água quente através de tubulações, ocorre transferência de calor para o ambiente, ocasionando a redução da temperatura da água. Cabe aos projetistas de sistemas prediais de água quente estimar as perdas térmicas, contudo, os dados disponíveis para diferentes configurações e condições de operação são insuficientes. Este artigo visa determinar a redução de temperatura no escoamento de água quente em tubulações de polipropileno copolímero random (PPR) embutidas em alvenaria, considerando diferentes diâmetros de tubo e velocidades de escoamento. Para isso, foi elaborado um modelo com formulações fundamentadas na literatura de transferência de calor, e foram realizadas simulações de Dinâmica dos Fluidos Computacional. O teste-t indicou que os resultados de redução obtidos pelos dois métodos foram significativamente diferentes para os tubos de 20 mm (t = 2,7516 e p-valor = 0,02961) e 25 mm (t = 3,0391 e p-valor = 0,02080), porém, as diferenças se mantiveram aproximadamente constantes ao variar a velocidade. Considerando as características de cada abordagem, conclui-se que o modelo é promissor e pode representar uma opção para a estimativa da perda térmica nos tubos, sendo necessário um aprofundamento da compreensão do fenômeno com a realização de ensaios.

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Biografia do Autor

Armando Traini Ferreira, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo; Campus São Paulo; Departamento de Construção Civil

Possui Doutorado em Engenharia Civil na UNICAMP, Mestrado em Engenharia POLI-USP e graduação em Engenharia Civil EESC - USP. Atualmente é professor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) nos cursos de Arquitetura e Urbanismo e de Engenharia Civil nas disciplinas de Hidráulica (Condutos forçados e Canais), Sistemas Prediais Hidrossanitários (água fria, água quente, esgoto e águas pluviais) e Hidrologia. Artigos publicados em Congressos Nacionais e Internacionais e Revistas Científicas nos temas: pavimento permeável, aproveitamento água pluvial, comissionamento sistemas prediais, revisão sistemática de literatura em sistemas prediais.

Takashi Uehara, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo; Campus São Paulo; Departamento de Construção Civil

Engenheiro Civil graduado no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) - Campus São Paulo.

Referências

AMANCO. Manual técnico: Linha amanco PPR. Joinville: [s.n.], 2010. Disponível em: http://assets.production.amanco.com.br.s3.amazonaws.com/uploads/gallery_asset/file/37/baixa_amco_atualizacao_manual_tecnico_amanco_PPR_2010_v11.pdf. Acesso em: 02 out. 2022.

ANSYS INC. ANSYS Fluent User’s Guide. Canonsburg: [s.n.], 2023. 5050 p.

ANSYS INC. Ansys Student - Free Software Download. [s.n.], 2023. Disponível em: https://www.ansys.com/academic/students/ansys-student. Acesso em: 17 ago. 2023.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15813-1: Sistemas de tubulações plásticas para instalações prediais de água quente e fria Parte 1: Tubos de polipropileno copolímero random PP-R e PP-RCT – requisitos. Rio de Janeiro, 2018. 41 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: Instalação predial de água fria. Rio de Janeiro, 1998. 41 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5626: Sistemas prediais de água fria e água quente – projeto, execução, operação e manutenção. Rio de Janeiro, 2020. 63 p.

BENEDICTO, S. M. de O. Desempenho de sistema predial de água quente. 200 f. Dissertação (Mestrado em Construção Civil) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2009.

BORGES, T. P. de F. Síntese Otimizada de Sistemas de Aquecimento Solar de Água. 139 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2000.

BORGNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da termodinâmica. 8. ed. São Paulo: Blücher, 2018. 730 p.

BOTELHO, M. H. C.; RIBEIRO JUNIOR, G. de A. Instalações hidráulicas prediais utilizando tubos plásticos. 4. ed. São Paulo: Blücher, 2014. 416 p.

BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. 430 p.

CARDOSO, R. M.; DAMO, R. A. Z.; MATTER, R. M. Estudo da perda de calor nas tubulações de água quente em parede de alvenaria. 94 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Centro Universitário Positivo, Curitiba, 2007.

CHAGURI JUNIOR, J. J. Sistemas prediais de aquecimento de água a gás: parâmetros de dimensionamento e gerenciamento. 104 f. Dissertação (Mestrado em Energia) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.

INCROPERA, F. P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 643 p.

FREI, F. Introdução à inferência estatística: aplicações em saúde e biologia. 1. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2018. 564 p.

LARSON, R. Estatística aplicada: Retratando o mundo. 8. ed. São Paulo: Pearson, 2023. 581 p.

MORAN, M. J. et al. Introdução à engenharia de sistemas térmicos: termodinâmica, mecânica dos fluidos e transferência de calor. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. 604 p.

NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY. mini-REFPROP - Version 10.0. 2020. Disponível em: https://trc.nist.gov/refprop/MINIREF/MINIREF.HTM. Acesso em: 05 ago. 2022.

PORTO, R. M. Hidráulica básica. 4. ed. São Carlos: EESC-USP, 2006. 540 p.

ŞAHIN, M. D.; AYBEK, E. C. Jamovi: an easy to use statistical software for the social scientists. International Journal of Assessment Tools in Education, v. 6, n. 4, p. 670–692, 2019.

SILVA, C. V. da. Introdução ao Ansys CFX. Erechim: Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, 2019. 44 p.

TIGRE. PPR: Termofusão: Catálogo técnico. Joinville: [s.n.], 2012. Disponível em: https://www.tigre.com.br/themes/tigre2016/downloads/catalogos-tecnicos/ctppr-termofusao.pdf. Acesso em: 01 out. 2022.

UEHARA, T.; FERREIRA, A. T. Decaimento de temperatura em tubos de PPR PN 25 embutidos em alvenaria. Encontro de Iniciação Científica e Pós-Graduação IFSP – Campus São Paulo, v. 7, 2022.

UEHARA, T.; FERREIRA, A. T. Decaimento de temperatura em tubos de PPR PN 25 embutidos em alvenaria. Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP, v. 13, 2022.

UEHARA, T.; NASCIMENTO, C. H. B.; FERREIRA, A. T. Decaimento de temperatura em tubulações de PPR PN 25 para condução de água quente. Revista Técnico-Científica de Engenharia Civil Unesc, v. 7, n. 1, 2022.

VERSTEEG, H. K.; MALALASEKERA, W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The finite volume method. 2. ed. Inglaterra: Pearson Education, 2007. 503 p.

YU, L. et al. Polypropylene random copolymer in pipe application: Performance improvement with controlled molecular weight distribution. Thermochimica Acta, Elsevier, v. 578, p. 43–52, 2014.

YWASHIMA, L. A.; ILHA, M. S. de O.; FERREIRA, A. T. Tempo de recuperação da temperatura no sistema de recirculação de água quente. Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, v. 22, 2017.