Decaimento de temperatura em tubulações de PPR PN 25 para condução de água quente

Autores

DOI:

https://doi.org/10.18616/civiltec.v7i1.7113

Resumo

No transporte de água quente ocorre um decaimento de temperatura entre o montante e a jusante de um trecho de tubulação, ocasionando perda de energia em forma de calor para o ambiente. Assim sendo, o tubo de Polipropileno Copolímero Random (PPR) é uma das soluções existentes para sistemas prediais de água quente, uma vez que, por possuir baixa condutividade térmica, o decaimento de temperatura do fluido transportado por este tubo também é baixo. No entanto, há poucas informações sobre a perda de temperatura nesse tubo disponíveis nos manuais de fabricantes. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho é determinar o decaimento de temperatura no transporte de água quente nos tubos de PPR da classe de pressão PN 25 para diferentes valores de vazão e para todos os diâmetros normativos. Para tanto, foram realizados estudos com um modelo teórico e simulações computacionais, com o intuito de comparar os resultados dos dois métodos. Os cálculos com o modelo teórico foram feitos no software Microsoft Excel, enquanto as simulações foram feitas na versão estudantil do software Ansys Fluent, que utiliza o método dos volumes finitos. Os resultados de ambos os métodos mostraram que o decaimento de temperatura foi menor para os tubos de diâmetros pequenos e para vazões mais altas. Os dois métodos apresentaram diferenças menores que 0,1%, dessa forma, considerou-se que a simulação valida o modelo teórico. Portanto, este modelo pode ser utilizado no dimensionamento de sistemas de água quente, podendo ser alterados diversos parâmetros dos cálculos, de acordo com as condições de operação do sistema.

Biografia do Autor

Takashi Uehara, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo

Estudante de Engenharia Civil do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - Campus São Paulo.

César Henrique Britto Nascimento, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo

Estudante de Engenharia Civil do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - Campus São Paulo.

Armando Traini Ferreira, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo

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.

Referências

AMANCO. Manual Técnico: Linha Amanco PPR. Joinville, set. 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: 25 maio 2021.

ANSYS INC. Ansys Student - Free Software Download. 2021. Disponível em: https://www.ansys.com/academic/students/ansys-student. Acesso em: 28 dez. 2021.

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.

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

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

BORGNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentos da termodinâmica. Tradução da 8ª edição norte-americana. São Paulo: Blucher, 2018. 730 p.

CHAGURI JUNIOR, J. J. Sistemas prediais de aquecimento de água a gás: Parâmetros de dimensionamento e gerenciamento. 2009. 104 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Energia, 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.

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

TIGRE. PPR: Termofusão: Catálogo Técnico. Joinville, jul. 2012. Disponível em: https://www.tigre.com.br/themes/tigre2016/downloads/catalogos-tecnicos/ct-ppr-termofusao.pdf. Acesso em: 31 maio 2021.

UEHARA, T.; NASCIMENTO, C. H. B.; FERREIRA, A. T. Decaimento de temperatura em tubulações de PPR PN 25 de diferentes diâmetros para condução de água quente. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE SISTEMAS PREDIAIS, 2., 2021. Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2021.

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

YWASHIMA, L. A.; ILHA, M. S. O.; FERREIRA, A. T. Tempo de recuperação da temperatura no sistema de recirculação de água quente. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HIDRÍCOS, 22., 2017, Florianópolis. Anais... Florianópolis: ABRH, 2017.

Downloads

Publicado

2022-06-21

Edição

Seção

Artigos