방한 101:냉동 파이프의 과학

전문 엔지니어로서 저는 종종 건물 구성 요소를 검사합니다.실패했습니다. 그리고 나는 항상 얼어 붙은 파이프에 의해 손상된 가정의 대부분이 새로운 건설이라는 사실에 놀랐습니다. 이 집을 짓는 사람들이 나중에 취약한 것으로 판명 될 건물을 짓는 것을 고려하지 않은 것이 무엇인지 궁금하게 생각했습니다.

우리 모두는 비정상적으로 추운 날씨의 여러 날과 밤을 자주 알고 있습니다.파이프가 얼고 부서집니다. 결과 실패 자주 누군가가 그것을 통지,적절 한 차단 밸브를 발견 하 고 흐름을 중지할 때까지 물 부러진 파이프에서 흐름을 발생 합니다. 결과 손상은수리 비용이 많이 든다.

왜 이런 일이 발생하는지에 대한 가장 간단한 대답은 파이프가 너무 추워 졌기 때문입니다. 그러나 파이프가 취약 할 수있는 방법을 설명하지 않습니다,또는 어떤 다른 사람이하지 않는 동안 일부 파이프 동결 및 브레이크 수 있습니다. 내 간단한 이해는 파이프에 물 동결 및 확장,그것은 밀어 바깥쪽으로 파이프 벽에 그들은 스트레칭 하 고 버스트 때까지.

그러나 어 바나 샴페인 일리노이 대학의 연구는 이것이 발생할 수있는 동안,그것은 거의하지 않는 것을 나타냅니다. 이 연구에 따르면 얼음이 파이프 내에서 형성되고 파이프의 길이를 따라 확장하려고하는 것이 더 일반적입니다.

물 비압축성,그래서 물 사이 확장 얼음 및 폐쇄 고정,압력 증가 파이퍼 흡수 될 때까지. 파열은 고정 파이프의 가장 약한 부분에서 발생합니다.정제 된 유체. 따라서 파이프가 실제 동결 위치에서 가장 유사하게 파열되고 밀폐 된 부피의 물 압력은 근본적인 원인의 중요한 부분입니다.

일부 솔루션
즉,파이프가 얼지 않도록하는 가장 좋은 방법은 물 내의 동결 지점 위에 남아 있도록 충분히 따뜻하게 유지하는 것입니다.

파이프를 데우는 가장 일반적인 방법은 파이프를 따뜻한 실내 공기에 노출시키는 것입니다. 또는 파이프가 외벽에 들어가야하는 경우 빌더는 파이프를 찾을 수 있으므로 따뜻한 방과 벽 단열재 사이에 있습니다. 이 경우,파이프가 인접한 방보다 더 시원할지라도,충분히 따뜻하게 유지하기 위해 파이프 외부에 단열재가 있으면 얼지 않을 것입니다.

마지막으로 특정 상황에서는 파이프에 열 추적을 설치해야 할 수 있습니다. 열 추적은 파이프 주위를 감싸고 전기를 사용하여 파이프 용 전기 히터의 일종 인 따뜻함을 유지하는 저항 가열 테이프입니다. 불행히도,이것은 설치 비용이 많이 든다.작동 및 정전이있는 경우 효과가 없게됩니다.

활발히 따뜻하게 유지되지 않는 파이프의 경우,파이프를 단열하여 낮은 냉각이 가능합니다. 단열재는 두 가지 방법으로 동결을 방지하는 데 도움이됩니다. 첫째,절연은 전도성 냉각의 속도를 늦춤으로써 작동합니다-즉,파이프 벽에 직접 열을 잃는 물,그리고 파이프 벽은 주변 공기에 직접 열을 잃습니다. 둘째,절연은 또한 대류 냉각,즉 차가운 공기가 파이프에 불고 가속 된 속도로 열을 운반하여 발생하는 냉각에 대한 보호를 제공 할 수 있습니다. 파이프가 공기 누출에 노출되면 파이프에 대해 불어 오는 차가운 공기는 냉각 속도를 빠르게 증가시키고 이후 파이프의 동결 가능성,일종의 바람-냉기 효과를 증가시킵니다.

파열을 방지하는 또 다른 방법은 동결의 양쪽에서 압력을 완화하는 것입니다. 많은 경우,옥외 물 수도꼭지는 내부의 밸브를 닫음으로써 겨울이 될 수 있습니다.집,파이프의 길이를 따라 어딘가에,그리고 야외 탭을 엽니 다. 탭이 부분적으로 라인을 배출 할 수있을만큼 만 길게 열 경우에도,이 폐쇄되면,수도꼭지와 파이프에 남아있는 물 사이에 공기의 양이 발생합니다. 이 경우,팽창하는 얼음은 공기량을 압축하는 경향이 있으며파이프와 그 연결의 강도를 초과하는 압력을 방지합니다.