Redução de temperatura em tubos de PPR embutidos em alvenaria

Armando Traini Ferreira; Takashi Uehara

doi:10.18830/1679-09442024v17e53523

Autores/as

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

Palabras clave:

Sistema de agua caliente en edificios, Reducción de temperatura, Pérdida térmica, Tubería de PPR, Mampostería, CFD

Resumen

En el transporte de agua caliente a través de tuberías, se produce una transferencia de calor al entorno, lo que resulta en una reducción de la temperatura del agua. Corresponde a los diseñadores de sistemas de agua caliente en edificios estimar las pérdidas térmicas, pero los datos disponibles para diferentes configuraciones y condiciones de operación son insuficientes. Este artículo tiene como objetivo determinar la reducción de temperatura en el flujo de agua caliente a través de tuberías de polipropileno copolímero random (PPR) empotradas en mampostería, considerando diferentes diámetros de tubería y velocidades de flujo. Para ello, se desarrolló un modelo basado en la literatura de transferencia de calor, y se realizaron simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional. La prueba t indicó que los resultados de reducción obtenidos por los dos métodos fueron significativamente diferentes para las tuberías de 20 mm (t = 2.7516 y p-valor = 0.02961) y 25 mm (t = 3.0391 y p-valor = 0.02080), sin embargo, las diferencias se mantuvieron aproximadamente constantes al variar la velocidad. Considerando las características de cada enfoque, se concluye que el modelo es prometedor y puede representar una opción para estimar la pérdida térmica en tuberías, siendo necesario profundizar la comprensión del fenómeno mediante la realización de ensayos.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

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

Posee un Doctorado en Ingeniería Civil de la UNICAMP, una Maestría en Ingeniería de la POLI-USP y una Licenciatura en Ingeniería Civil de la EESC-USP. Actualmente, es profesor en el Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de São Paulo (IFSP), donde imparte clases en los programas de Arquitectura y Urbanismo e Ingeniería Civil. Sus cursos incluyen Sistemas Hidráulicos (conductos presurizados y canales), Sistemas de Plomería en Edificios (agua fría, agua caliente, aguas residuales y pluviales) e Hidrología. Ha publicado artículos en congresos nacionales e internacionales y en revistas científicas sobre temas como pavimento permeable, aprovechamiento de agua de lluvia, comisionamiento de sistemas de edificios y revisiones sistemáticas de literatura en sistemas de edificios.

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

Ingeniero Civil egresado del Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de São Paulo (IFSP) - Campus São Paulo.

Citas

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.