Besplatan Inženjerski Alat
Kalkulator termičkog širenja
Izračunajte linearno i volumetrijsko toplinsko širenje za 20+ materijala. Širenje cijevi između sidrišta, dimenzioniranje kompenzacione petlje i toplinsko naprezanje pri spriječenom širenju (σ = E·α·ΔT).
Rezultati ekspanzije
Linearna ekspanzija
Gdje je α koeficijent toplinskog širenja (CTE) u 1/°C, L₀ je početna dužina, a ΔT je promjena temperature.
Volumetrijska ekspanzija
Za izotropne materijale, volumetrijski CTE je približno 3 puta veći od linearnog CTE-a.
Toplinska naprezanja (ograničeni element)
Kada je ekspanzija potpuno spriječena (npr. cijev između dva kruta oslonca), rezultirajuća naprezanja mogu biti vrlo visoka. To je kompresivno pri zagrijavanju i vlačno pri hlađenju.
Dimenzioniranje kompenzacijske petlje (pravilo aproksimacije)
Gdje je D vanjski prečnik cijevi (mm), a Δ je širenje (mm); rezultat L je u mm. Faktor 66 proizlazi iz formule vođene konzole L = √(3 · E · D · Δ / Sₐ) izračunate za ugljenični čelik (E = 200 GPa, Sₐ = 138 MPa). Za druge materijale ili dozvoljena naprezanja koristite punu formulu (L se skalira kao √(E/Sₐ)). Ovo je okvirna procjena, a ne potpuna analiza fleksibilnosti prema propisima.
Praktični primjer
Zadano: L₀ = 6000 mm, α = 12 × 10⁻⁶ /°C, ΔT = 80°C, E = 200 GPa
ΔL = 12e-6 × 6000 × 80 = 5,76 mm
Toplinsko naprezanje pri spriječenom širenju: σ = 200.000 × 12e-6 × 80 = 192 MPa
Kompenzaciona petlja (DN100/OD 114 mm): L ≈ 66 × √(114 × 5,76) ≈ 1.690 mm ≈ 1,7 m
Baza podataka CTE materijala
| Materijal | α (×10⁻⁶ /°C) | E (GPa) | Napomene |
|---|---|---|---|
| Ugljenični čelik | 12.0 | 200 | SA-516, P265GH |
| Niskolegirani čelik | 12.5 | 200 | 16Mo3, SA-387 |
| Čelik Cr-Mo (2,25Cr) | 12.0 | 205 | SA-335 P22 |
| Nehrđajući čelik 304 | 17.3 | 193 | 1.4301, 18Cr-8Ni |
| Nehrđajući čelik 316 | 16.0 | 193 | 1.4401, 16Cr-10Ni-2Mo |
| Nehrđajući čelik 321 | 17.0 | 193 | 1.4541, stabilizirana s Ti |
| Duplex 2205 | 13.0 | 200 | 1.4462 |
| Aluminij 6061 | 23.6 | 69 | T6 kaljenje |
| Bakar | 17.0 | 117 | Čisti, žareni |
| Mesing (CuZn30) | 20.0 | 110 | Patronski mesing |
| Bronza (CuSn8) | 18.0 | 110 | Fosforna bronca |
| Titan Gr.2 | 8.6 | 103 | Komercijalno čist |
| Nikl 200 | 13.3 | 207 | Čisti nikl |
| Inconel 625 | 12.8 | 207 | Ni-Cr-Mo |
| Inconel 718 | 13.0 | 211 | Ni-Cr-Fe |
| Sivi lijev | 10.5 | 110 | GG25 |
| Nodularni lijev | 11.0 | 170 | GGG40 |
| Beton | 12.0 | 30 | Varira u zavisnosti od mješavine |
| Staklo (natrijum-kalcijum) | 9.0 | 72 | Prozorsko staklo |
| PTFE (teflon) | 120.0 | 0.5 | Vrlo visok CTE |
| HDPE | 150.0 | 1.0 | Polietilen |
| PVC | 80.0 | 3.0 | Kruti PVC |
| Invar 36 | 1.2 | 145 | Legura sa ultra-niskom temperaturnom ekspanzijom |
💡 Napomena: CTE vrijednosti su srednje vrijednosti za 20–100°C. Za visokotemperaturne ili kriogene primjene, koristite specifične podatke iz standarda materijala.
Procedure opisane na ovoj stranici razvio je i terenski testirao tim Vibromera koristeći Balanset-1A, prenosivi dvokanalni balanser i analizator vibracija za balansiranje rotora na licu mjesta.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženjer analize vibracija te osnivač i izvršni direktor kompanije Vibromera. Više od 15 godina balansira rotacionu opremu na terenu, a ne na ispitnom stolu: malčere, industrijske ventilatore, drobilice, centrifuge, vratila i vretena. Upravo je iz tog rada nastala serija instrumenata Balanset — osmišljeni su kao alat koji stručnjak može ponijeti do mašine i njime raditi sam, na licu mjesta, a ne kao laboratorijska oprema. Vibromera je osnovana 2017. godine, a od 2023. sjedište joj je u Portu u Portugalu. Ovdje se odvijaju razvoj, sklapanje i podrška za liniju Balanset. Vodeći instrument je Balanset-1A, prijenosni analizator za balansiranje u jednoj i dvije ravni te za vibracijsku dijagnostiku. Nikolai lično učestvuje u podršci korisnicima, u rješavanju složenih slučajeva balansiranja i u razvoju softvera. Radi s korisnicima širom svijeta, na bilo kojem jeziku.
