مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن چقدر است؟
فهرست مطالب
مقاومت حرارتی به عنوان نسبت اختلاف دما بین دو وجه یک ماده به سرعت جریان گرما در واحد سطح تعریف می شود. مقاومت حرارتی خاصیت عایق حرارتی یک ماده را تعیین می کند. هر چه مقاومت حرارتی بیشتر باشد، اتلاف حرارت کمتر است. در این مقاله تلاش کرده ایم که به ساده ترین شکل ممکن مفهوم مقاومت حرارتی و به خصوص درباره این موضوع که مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن چقدر است صحبت کنیم.
لوله پلی اتیلن برخلاف تصور عموم قدمت بالایی در صنعت پایپینگ دارد و از دهه 50 میلادی به وفور در بسیاری از پروژه‌های این صنعت به کار برده می‌شود. در این مقاله ابتدا توضیح می‌دهیم که این نوع لوله چیست و چه کاربردی دارد؟ سپس اطلاعات مفید اما تخصصی در مورد دمای قابل تحمل لوله پلی اتیلن را در اختیارتان قرار می‌دهیم.
مقاومت حرارتی توانایی مواد یا سیستم ها در دفع جریان گرما است. این یک پارامتر حیاتی در بسیاری از رشته ها از جمله مهندسی، فیزیک و ترمودینامیک است. مقدار انرژی گرمایی مورد نیاز برای افزایش دمای یک ماده یا یک سیستم به میزان مشخصی توسط مقاومت حرارتی ماده یا سیستم تعیین می شود. محاسبه دقیق این توانایی برای هدایت یا مقاومت در برابر انتقال حرارت دشوار است زیرا به ترکیب، ساختار و عناصر دیگر ماده بستگی دارد. در ادامه مقاله خواهیم دید که دمای کاری لوله پلی اتیلن چه میزان میباشد.
برای اطلاع از قیمت امروز لوله پلی اتیلن با بخش فروش تامین کالا در ارتباط باشید
مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن چقدر است؟
لوله پلی اتیلن را به جهت انعطاف‌پذیری بالا، وزن کم و استحکام عالی حتی می‌توان در کاربردهای دریایی نیز مورد استفاده قرار داد. مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن یکی از دلایلی است که باعث می‌شود این محصول کاربردهای متنوعی داشته باشد. هر زمان دمای محیطی اطراف لوله از دمای سیالی که درونش در جریان است کمتر شود؛ ناچارا انتقال دما از طریق دیواره لوله رخ داده و به اصطلاح گرما هدر می‌رود. این اتلاف حرارت بر حسب مقدار گرمایی محاسبه می‌شود که در یک واحد قابل استفاده (W) ضربدر طول لوله (m) تلف می‌شود. در محاسبه مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن محیط موجود در لوله ثابت در نظر گرفته می‌شود. نتیجه این فرمول ضریبی است که میزان اتلاف حرارتی را بر حسب انرژی از دست رفته در واحد طول لوله (W/m) بیان می‌کند.
مقدار گرمای از دست رفته و منتقل شده به محیط بیرون، به طور مستقیم با ویژگی‌های حرارتی مادهای که لوله از آن تولید شده است مرتبط است. به طور کلی فلزات دارای سرعت بالایی در این انتقال هستند و به نوعی رسانایی حرارتی محسوب می‌شوند. این در حالی است که اکثر پلاستیکهایی که لوله‌های پلیمری از آنها تولید می‌شوند دارای نرخ نسبتا پایینی از هدایت حرارتی هستند. به همین دلیل سیستم‌های لوله کشی که با لوله‌های پلاستیکی اجرا می‌شوند؛ مقدار بسیار کمتری از انرژی را به محیط انتقال داده و اتلاف حرارتی کمی دارند. این به این معنی است که آب گرم در لوله های پلاستیکی گرم‌تر از لوله های فلزی می‌ماند و احتمال سرد شدنش به دلیل کاهش دمای محیط کمتر است. علاوه بر این احتمال یخ زدن آب در لوله های پلاستیکی نسبت به لوله های فلزی زمانی که دمای هوا به شدت افت می‌کند نیز پایین است. طبق محاسبات انجام شده؛ مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن 0.4 وات بر متر بر درجه سانتیگراد است.
نرخ انبساط لوله پلی اتیلن چقدر است؟
نرخ انبساط حرارتی به میزان تمایل یک ماده به انبساط یا انقباض در اثر تغییرات دما گفته می‌شود. اکثر ویژگی‌های ماده در اثر تماس با تغییرات محیطی تغییر می‌کنند؛ اما ممکن است برخی از آنها به میزان بیشتری نسبت به سایرین تحت تأثیر قرار بگیرند. به عنوان مثال تغییر اندازه یکی از این متغییرهاست که می‌توان از آن به عنوان واحد اندازهگیری طول به ازای هر درجه افزایش دما استفاده کرد.
به طور کلی مواد پلاستیکی انبساط حرارتی بیشتری نسبت به فلزات از خود نشان می‌دهند. بنابراین می‌توان انتظار داشت که سیستم‌های لوله‌کشی پلاستیکی، به‌خصوص سیستم‌هایی که با لوله‌های پلی اتیلن اجرا می‌شوند؛ نسبت به سیستم‌های فلزی مشابه، با افزایش دما بیشتر منبسط شوند. بنابراین نرخ انبساط یکی از آن عواملی است که باید همیشه هنگام طراحی و نصب سیستم‌های لوله‌کشی پلاستیکی به آن توجه کرد. این فاکتور ممکن است محدودیت‌هایی برای جابجایی لوله‌ها به دلیل تغییرات دما ایجاد کند. ضریب انبساط حرارتی پلی اتیلن 0.26 mm/˚C است.
دمای قابل تحمل لوله پلی اتیلن
یک محدودیت قابل توجه برای لوله پلی اتیلن در کاربردهای مختلف دمای قابل تحمل لوله پلی اتیلن است. به طور معمول، لوله پلی اتیلن را می توان با خیال راحت در دمای 60 درجه سانتیگراد (140 درجه فارنهایت) استفاده کرد. پروژه هایی که شامل دماهای بالاتر هستند، تجربه نشان داده است که به مواد جایگزین نیاز داشته اند.
مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن به چه مواردی بستگی دارد؟
بر اساس آنچه که در بخش بررسی میزان مقاومت حرارتی لوله پلی اتیلن گفته شد؛ هر چقدر میزان مقاومت لوله در برابر انتقال حرارت بیشتر باشد؛ دمای کمتری از طریق دیواره‌های آن تلف می‌شود. بنابراین در بسیاری از موارد اختلاف دمای محیط درون لوله، سیال داخل لوله و محیط همواره با تغییراتی بسیار نامحسوس همراه بوده و عدد ثابتی در نظر گرفته می‌شود. از طرفی گرید لوله نیز روی این فاکتور اثرگذار است. در واقع هر چقدر گرید لوله‌ای که سیستم را با آن اجرا می‌کنید بالاتر باشد؛ از مقاومت حرارت بیشتری نیز برخوردار است.
لوله‌های پلی اتیلن از این نظر حتی بهتر از باکیفیت‌ترین لوله‌های فلزی هستند. اکثر لوله‌های فلزی، به دلیل جنس بدنه، رسانای حرارتی بسیار خوبی هستند و به راحتی می‌توانند از طریق دیواره خود، حرارت را بین سیال داخل لوله و محیط بیرون جابه‌جا کنند. اما لوله های پلیمری مانند پلی اتیلن، رسانای دمایی کمی داشته و میزان تبادل حرارت بین محیط داخلی و بیرونی آنها بسیار ناچیز و نزدیک به صفر است.
حداکثر دمای قابل تحمل لوله پلی اتیلن چقدر است؟
حد دمای پایین معمولاً 90- درجه سانتیگراد (130 درجه فارنهایت) در نظر گرفته می شود. دمای حد بالا برای خدمات ساختاری و گرانشی 70 درجه سانتیگراد (160 درجه فارنهایت) برای قرار گرفتن در معرض طولانی مدت و تا 80 درجه سانتیگراد (180 درجه فارنهایت) برای قرار گرفتن در معرض متناوب کوتاه مدت است.
آیا می توان از لوله پلی اتیلن برای آب گرم استفاده کرد؟
پلی اتیلن به صورت چگالی کم (LDPE)، چگالی بالا (HDPE) و اتصال متقابل (PEX)* عرضه می شود. HDPE برای بیش از حد جوشیدن خوب است و PEX به طور معمول برای سیستم های لوله کشی آب سرد و گرم استفاده می شود.
آیا پلی پروپیلن در دمای بالا ایمن است؟
پلی پروپیلن (PP) معمولاً برای انسان بی خطر در نظر گرفته می شود. ایمن ترین پلاستیک در نظر گرفته می شود. این یک پلاستیک مقاوم در برابر حرارت است. به دلیل تحمل حرارت بالا، بعید است که حتی زمانی که در معرض آب گرم یا داغ قرار می گیرد، شسته شود. برای استفاده در انبار غذا و نوشیدنی تایید شده است.
بهترین دما برای پلی پروپیلن چیست؟
بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که پلی پروپیلن در دمای سیلندر در محدوده 400 تا 570 درجه فارنهایت قالب گیری شود. دمای سیلندر باید 25 تا 50 درجه فارنهایت بالاتر از حداقل دمای مورد نیاز برای پر کردن قطعه باشد، اما نه بیش از 570 درجه فارنهایت.
محدوده دمایی لوله پلی اتیلن چقدر است؟
لوله های پلی اتیلن ممکن است در دمای کاری بین -40 درجه سانتیگراد و +80 درجه سانتیگراد استفاده شوند. برای دماهای کمتر از 20 درجه سانتیگراد، استفاده از تنش طراحی هیدرواستاتیکی 20 درجه سانتیگراد معمول است. در زیر انجماد، ممکن است به مراقبت بیشتری نیاز باشد زیرا قدرت ضربه پلی اتیلن کاهش می یابد.
نتیجه گیری
بر خلاف انواع دیگر لوله‌های پلاستیکی، از جمله PVC، لوله‌های پلی اتیلن که به لوله‌های HDPE نیز شهرت دارند؛ تحت هر شرایطی انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کنند و به خوبی در برابر هر نوع ضربه و فشاری تاب‌آوری دارند؛ حتی زمانی که هوا سرد است و به لوله در این شرایط فشاری وارد می‌شود. با استفاده از این لوله‌ها، به جای نگرانی در مورد آسیبی که ممکن است به خط وارد شود؛ میتوانید به این محصول اعتماد کرده و تا سال‌ها از کیفیت بالای آن بهره ببرید. لوله پلی اتیلن در برابر فشارهای حرکتی حتی مقاوم‌تر از فشارهای ضربه‌ای است. بنابراین برای لوله‌کشی زیرزمینی در مناطقی که خاک ممکن است در آنجا حرکت داشته باشد انتخابی عالی است.
