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一元硬币检验PPR水管是否添加碳酸钙杂质的原理
发布日期:2022/6/26 8:58:17 访问量:

PPR水管的质量好坏有时消费者没有办法分辨,就像在PPR水管中添加碳酸钙这种操作,从水管的外观是根本看不出区别来的。但是,在很多厂家中,PPR水管的生产中掺杂碳酸钙是一种普遍现象。


1.为什么在PPR水管的生产中添加碳酸钙

要回答这个问题,需要讲到PPR水管的遮光性。国家标准GB/T 21300中有下面一条相关内容。


标准中提到塑料管道不透光率按照国家标准推荐值要求需要达到0.2%,这个值基本上就是不透光了。实际上很多厂家生产的水管是达不到这个要求的。

如果PPR水管的遮光性不好,光照能够透过管壁照射到水中,这会促进水中藻类植物的繁殖。藻类植物长期生长,会在在管壁上积留,时间长了就形成积垢,对水质造成一定程度的影响。

由于GB/T 21300并非强制执行标准,而是推荐标准,所以厂家的态度就有一定的空间。一种是反正PPR管大多数情况下是暗装,遮光不好影响也不大,就不管了。

另一种就是,寻找可以满足遮光要求的好的PPR原料,但是很多厂家为了降低生产成本,找到了低成本的替代解决方案,就是在水管中添加碳酸钙,碳酸钙可以有效的提高水管的遮光性能。

2.添加碳酸钙对PPR水管有什么不好的影响

在PPR水管的生产时,添加碳酸钙对PPR水管主要有两点不利影响。首先,也是最重要的一点,碳酸钙的加入会降低PPR水管力学性能的,影响水管的静压强度。相比力学性能好的PPR管,这样的水管更容易发生爆管事故。

另外,PPR的导热系数为0.23-0.24W/(m·K),而碳酸钙的导热系数为2.5W/(m·K),所以碳酸钙的加入会使PPR管的导热系数增加。若PPR管是用在一些地暖、地源管道方面或许是有好处的,但是在家庭供水中,实际上会降低水管的保温性能,造成能量不必要的浪费。

3.怎样辨别PPR中是否加入了碳酸钙

CCTV一10《我爱发明》栏目曾经介绍了一个识别PPR管材优劣方法,简单地说就是截取一段质量为60g的PPR水管,卡入一个2004年以后一元钱硬币,放入水中,下沉的就是添加了碳酸钙的水管,未下沉的就是没有添加碳酸钙的。

这个实验是很多人都知道的一个小实验,大家都知道它利用了浮力的原理,但能详细解释的机会并不多,今天就给大家来说一说。

一元硬币检验水管是否添加杂质

我们知道PPR材料的密度一般是在0.89-0.91g/cm3,水的密度是1g/cm3,所以正常情况下PPR水管是漂浮在水面上的。而碳酸钙密度在2.7g/cm3以上,如果把它掺到PPR水管中,PPR水管整体的密度就会变大,但是由于添加的碳酸钙毕竟是少量的,所以整体密度依然是小于1g/cm3的,所以它在水中仍然是漂浮的,这就看不出它和优质PPR水管的差别。

于是《我爱发明》栏目就想了一个办法,给PPR水管卡上一个密度更大的一元硬币,作为一个配重(硬币质量是6g),然后截取一定质量的未添加碳酸钙的PPR水管,使它刚好能漂浮在水面上。这时候再截取相同质量的添加碳酸钙的PPR水管,卡入一元钱硬币,那么它必然会下沉。这就是要加一元钱硬币的原因。而这两次截取PPR水管的质量刚好是60g。

接下来,我们需要清楚物体在水中悬浮和下沉是两种不同的状态,物体在水中受两个力,一个是向上的浮力F,一个是向下的重力G。物体上浮,那一定是F>G,物体下沉,说明F


物体在水中悬浮时的受力分析

现在我们取的物体质量是一样的,都是66g,这就说明,重力G是一样的,如果说上浮的PPR管编号为1,下沉的PPR管编号为2,我们就可以得出F1>G1=G2>F2,也就是说,当浸没在水中时,上浮的PPR管实际受到的浮力是大于下沉的PPR管的。

那么我们再来看浮力的公式:F=ρ·g·V

其中,F是浮力的大小;ρ是水的密度,是一个常数,是定值;g是一个自然常数,也是定值,一般取9.8;V是物体在水中排开水的体积,当浸没时,排开水的体积实际上也就是物体的体积。所以,在这个实验中,这个公式的唯一变量就是V,然后我们就知道当F1>F2时,实际上就是V1>V2,也就是上浮的PPR管实际的体积是要大于下沉的PPR管的。此外,我们知道它们的质量是一样的,都是60g,当质量一定时,体积越大,密度越小,体积越小,密度越大。下沉的PPR管体积小,那么它的密度就大,密度大应该就是添加了碳酸钙导致的。

这个一元钱鉴别PPR水管是否添加碳酸钙实验的原理就是这样的,这下你清楚了吧。


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